H6 lang quiz.docx
HOOFDSTUK 6: BLOED
INTRODUCTIE
Lang geleden, toen het leven begon, ontving een enkele cel die vrij in de oerzee dreef, al zijn voedingsstoffen uit de omringende vloeistof en dumpte al zijn afvalstoffen er ook in. Vandaag, doet een enkele cel in het menselijk lichaam in wezen nog steeds hetzelfde: hij ontvangt zijn voedingsstoffen van (en dumpt zijn afvalstoffen in) de omringende vloeistof, de interstitiële (tussen de cellen gelegen) vloeistof.
In het menselijk lichaam zitten de cellen echter dicht op elkaar gepakt, met heel weinig vloeistof ertussen. Een menselijke cel zou snel verhongeren in een zee van afvalstoffen als er geen bloed zou circuleren door de nabijgelegen bloedvaten. Bloed neemt voedingsstoffen op uit het spijsverteringskanaal (het breekt de voedingstoffen in kleinere deeltjes zodat het opgenomen kan worden door het bloed en verwijdert de afvastoffen die niet oplosbaar zijn in water uit het lichaam). Het transporteert koolstofdioxidegas naar de longen en neemt de broodnodige zuurstof op. Het transporteert de afvalproducten van de stofwisseling naar de lever voor vernietiging of naar de nieren voor verwijdering uit het lichaam (deze afvalstoffen moeten dan wel wateroplosbaar zijn). Het transporteert zelfs afvalwarmte naar de huid, als onderdeel van het reguleringsmechanisme voor de lichaamstemperatuur. Ten slotte bevat bloed gespecialiseerde cellen van het immuunsysteem die essentieel zijn voor onze verdediging tegen binnendringende micro-organismen. Altijd en overal in het lichaam zorgt bloed ervoor dat elke levende cel baadt in een vloeistof die bevorderlijk is voor het leven. Bloed is onze interne oeroceaan.
Bloed is zo effectief in het uitvoeren van zijn functies dat tot nu toe de pogingen van wetenschappers om een kunstmatige bloedvervanger te ontwikkelen niet erg succesvol zijn geweest. Als iemand bloed nodig heeft, is een transfusie van menselijk bloed vaak de enige oplossing.
Bloed is slechts één onderdeel van de bloedsomloop (circulatory system); het hart en de bloedvaten zijn de andere onderdelen. De primaire rol van het hart- en vaatstelsel is transport, met als algemene taak het handhaven van de homeostase van het interne milieu (figuur 6.1).
6.1 DE SAMENSTELLING EN FUNCTIES VAN BLOED
Bloed bestaat uit gespecialiseerde cellen en celfragmenten gesuspendeerd in een waterige oplossing van moleculen en ionen. Het wordt gecategoriseerd als een gespecialiseerd (bind)weefsel omdat bloedcellen afkomstig zijn uit het beenmerg. Volwassen mannen hebben gemiddeld 5 tot 6 liter bloed, volwassen vrouwen gemiddeld 4 tot 5 liter. De
verschillen tussen mannen en vrouwen weerspiegelen verschillen in lichaamsgrootte. In het algemeen vertegenwoordigt bloed ongeveer 8% van uw lichaamsgewicht.
Bloed is dikker en kleveriger dan water. Dat komt omdat sommige bestanddelen van bloed dichter (zwaarder) zijn dan water en omdat bloed ongeveer vijf keer zo viskeus is (viscositeit is een maat voor de weerstand tegen stroming). Het oude gezegde dat bloed dikker is dan water is waar.
Ondanks zijn uniforme kleur bevat bloed een rijk scala aan bestanddelen. Die vallen uiteen in twee grote categorieën: de cellulaire component of gevormde elementen (rode cellen, witte cellen en bloedplaatjes) en de vloeibare component (plasma). Als je een bloedmonster in een centrifuge draait (een snel roterend apparaat dat de zwaartekracht nabootst en vergroot), zakken de gevormde elementen naar de bodem van een reageerbuis omdat ze dichter zijn dan plasma (figuur 6.2). Rode bloedcellen (RBC's), die het grootste deel van de gevormde elementen vertegenwoordigen, zakken naar de bodem. Witte bloedcellen (WBC's) en
bloedplaatjes verschijnen net boven de rode bloedcellen in een dunne, grijswitte laag.
Figuur 6.2 Bloed. Tijdens het centrifugeren zakken de gevormde elementen naar de bodem. Het percentage rode bloedcellen in het bloed wordt hematocriet genoemd; in dit monster is het hematocriet 44%.
Bloedplasma (de vloeibare component) bevat elektrolyten (ionen), opgeloste gassen, eiwitten, hormonen en voedingsstoffen, samen met de afvalproducten van de stofwisseling. Tabel 6.1 geeft een overzicht van de bestanddelen van bloed en hun functies.
De bovenste laag van een gecentrifugeerd bloedmonster, die ongeveer 55% van het totale volume uitmaakt, bestaat uit een lichtgele vloeistof die plasma wordt genoemd (zie figuur 6.2b). Plasma is het transportmedium voor bloedcellen en bloedplaatjes.
Het plasma bestaat ongeveer uit:
hormonen
meer dan 100 verschillende kleine moleculen (waaronder aminozuren, vetten, kleine koolhydraten, vitaminen, ….
diverse afvalproducten van de stofwisseling
Water
Eiwitten (albuminen, globulinen, stollingseiwitten)
Elektrolyten (natrium, calcium, kalium)
Gassen (O2, CO2, NO)
Voedingsstoffen (glucose) en afvalstoffen
Elektrolyten zoals natrium en kalium dragen bij tot de controle van de celfunctie en het celvolume. Hormonen, chemische "boodschappers" van het endocriene systeem, transporteren informatie door het hele lichaam.
Voedingsstoffen zoals koolhydraten, aminozuren, vitaminen en andere stoffen worden geabsorbeerd uit het spijsverteringskanaal of geproduceerd door metabolische reacties in de cellen. Afvalproducten in plasma zijn kooldioxide, ureum en melkzuur. In plasma opgeloste gassen zijn zuurstof, noodzakelijk voor de stofwisseling, en kooldioxide, een afvalproduct van de stofwisseling.
De grootste groep opgeloste stoffen in plasma bestaat uit plasma-proteïnen, die verschillende functies vervullen. Belangrijke plasma-eiwitten zijn albumine, globuline en stollingseiwitten.
Bijna twee-derde van de plasma-proteïnen zijn albuminen, die vooral dienen om de juiste waterbalans tussen bloed en interstitiële vloeistof te handhaven door osmose (Osmotische druk -> geen waterverlies -> verandering -> water verlaat
bloedvaten -> moet rond hetzelfde niveau blijven). Albuminen, die in de lever worden geproduceerd, binden zich ook aan bepaalde moleculen (zoals bilirubine en vetzuren) en geneesmiddelen (zoals penicilline) en helpen bij het transport ervan in het bloed.
Globulinen (aangeduid als alfa, bèta en gamma) zijn een diverse groep eiwitten die verschillende stoffen in het bloed vervoeren. De alfa-globulinen staan in voor transport. Veel bèta-globulinen binden zich aan lipide (vet) moleculen zoals cholesterol. Wanneer een eiwit aan een van deze moleculen bindt, ontstaat een complex dat een lipoproteïne wordt genoemd.
Twee medisch belangrijke lipoproteïnen zijn de lage dichtheid lipoproteïnen (LDLS) en lipoproteïnen met een hoge dichtheid (HDL's) en bij medisch onderzoek wordt vaak een bloedmonster genomen: om de relatieve verhouding tussen LDL en HDL te meten. De LDLS worden soms "slechte cholesterol" genoemd omdat hoge bloedwaarden van deze lipoproteïnen in verband worden gebracht met een verhoogd risico op cardiovasculaire gezondheidsproblemen. Hoge niveaus van HDL’s wijzen vaak op een lager risico op hart- en vaatziekten.
Gamma-globulinen maken deel uit van het afweersysteem van het lichaam en helpen beschermen tegen infecties en ziekten. We bekijken ze nader wanneer we het immuunsysteem bespreken.
Stollingseiwitten (clotting proteins), een derde groep plasma-eiwitten, spelen een belangrijke rol in het proces van bloedstolling. Zoals we later in dit hoofdstuk zullen zien, minimaliseert bloedstolling het bloedverlies en helpt het de homeostase te handhaven na verwonding.
Iets minder dan de helft van het volume van volbloed bestaat uit de gevormde elementen (zie figuur 6.2b). De meest voorkomende zijn rode bloedcellen (RBC's), ook wel erytrocyten ("rode cellen" in het Grieks) genoemd. Rode bloedcellen functioneren voornamelijk als dragers van zuurstof en kooldioxide. Elke kubieke millimeter bloed bevat ongeveer 5 miljoen rode bloedcellen. Zij geven het bloed zijn kleur en zijn de belangrijkste reden waarom het viskeus of stroperig is.
Rode bloedcellen zijn een goed voorbeeld van hoe structuur de functie dient. Rode bloedcellen zijn kleine, afgeplatte, donutvormige schijven waarvan het midden dunner is dan de randen (figuur 6.3). Dit is een ongebruikelijke vorm voor menselijke cellen, maar het heeft verschillende voordelen voor RBC's. Het maakt ze flexibel, zodat ze kunnen buigen en zich door kleine bloedvaten kunnen persen. Het betekent ook dat geen enkel punt binnen een RBC's cytoplasma ooit ver is van het celoppervlak, wat het proces van het proces van gasuitwisseling vergemakkelijkt.
De heemgroep = stipje Schijfje = zuurstofatoom
Rode bloedcellen zijn zeer gespecialiseerd in het transport van zuurstof. Volwassen RBC's hebben geen kern en in wezen geen organellen dit is ook een reden waarom ze niet lang leven. Omdat RBC's geen mitochondriën hebben, genereren zij ATP via anaerobe wegen. Dit betekent dat RBC's geen zuurstof verbruiken. Het zijn in
wezen met vloeistof gevulde zakken van plasmamembraan, volgepropt met bijna 300 miljoen moleculen van een zuurstofbindend eiwit, hemoglobine genaamd.
Hemoglobine bestaat uit vier polypeptideketens, die elk een heemgroep bevatten (figuur 6.4)-> dus op 1 hemoglobine kunnen 4 zuurstofatomen binden. In het midden van elke heemgroep bevindt zich een ijzeratoom, dat gemakkelijk een binding kan aangaan met een zuurstofmolecuul (O2). In totaal kan één enkele rode bloedcel tot 1,2 miljard moleculen zuurstof vervoeren.
Verschillende factoren beïnvloeden de binding van hemoglobine aan zuurstof. Hemoglobine bindt zuurstof het meest efficiënt wanneer de zuurstofconcentratie relatief hoog is en de pH vrij neutraal. Dit zijn precies de omstandigheden in de longen. In de longen diffundeert zuurstof in het bloedplasma en vervolgens in de rode bloedcellen, waar het zich gemakkelijk hecht aan de ijzeratomen in hemoglobine. De binding van O2 door hemoglobine verwijdert een deel van de O2 uit het plasma, waardoor ruimte ontstaat voor meer O2 om vanuit de longen in het plasma te diffunderen.
Hemoglobine, met vier zuurstofmoleculen eraan vast, genaamd oxyhemoglobine, heeft een karakteristieke helderrode kleur. De binding die hemoglobine vormt met zuurstof moet tijdelijk zijn, zodat de zuurstof kan worden afgegeven aan de cellen die het nodig hebben. In lichaamsweefsels die tijdens hun metabolische activiteiten zuurstof gebruiken, zijn de concentratie opgeloste zuurstof en de pH beiden lager. Onder deze omstandigheden laat hemoglobine gemakkelijk zuurstof los in het lichaamsweefsel, waardoor het beschikbaar komt voor de cellen. Verhoogde lichaamswarmte verhoogt ook de snelheid waarmee hemoglobine zuurstof afgeeft. Hemoglobine dat zijn zuurstof heeft afgegeven wordt desoxyhemoglobine genoemd. Desoxyhemoglobine is karakteristiek donkerpaars, maar omdat veneus bloed dat uit de cellen terugkomt een mengsel van oxyhemoglobine en deoxyhemoglobine bevat, heeft veneus bloed over het algemeen een donkerrode kastanjebruine kleur die tussen rood en paars in zit.
Hemoglobine transporteert ook wat kooldioxide (CO2), een afvalproduct van de celstofwisseling. In weefsels met een hoog kooldioxidegehalte bindt ongeveer 25% van de CO2 zich aan hemoglobine (op andere plaatsen dan O2). In de longen maakt CO2 zich los van hemoglobine en wordt via de ademhaling geëlimineerd. Gastransport en -uitwisseling worden meer in detail behandeld in het hoofdstuk over het ademhalingssysteem.
Oefenvraag: Stel dat een patiënt een ongewoon lage lichaamstemperatuur heeft en zijn bloed pH is ongewoon basisch (met een hogere pH-waarde dan nominaal). Hoe kan dit de zuurstoftoevoer naar de lichaamsweefsels beïnvloeden?
De RBC’s worden gerecycleerd in de lever en in de milt (fagocytose). Uit de afgebroken heemgroep ontstaat bilirubine (geel, daarom is de urine geel). Problemen met de lever: verhoogd bilirubinegehalte wat zorgt voor een gele huidskleur.
Het percentage bloed dat bestaat uit rode bloedcellen wordt hematocriet genoemd (zie figuur 6.2b). Het hematocriet is een relatieve maat voor het zuurstofdragend vermogen van het bloed, en is dus vaak van belang voor de zorgverlener. Het normale hematocrietbereik is 43-49% bij mannen en 37-43% bij vrouwen. Een verwant getal is de hoeveelheid hemoglobine in het bloed, uitgedrukt in grammen per 100 ml bloed (afgekort Hb gm%). Normale waarden voor hemoglobine zijn 14-18 gm% bij mannen en 12-14 gm% bij vrouwen.
Een ongewoon hematocriet (of Hb gm%) kan reden tot bezorgdheid zijn. Een laag hematocriet kan wijzen op bloedarmoede (anemie) of andere aandoeningen waarbij onvoldoende rode bloedcellen worden aangemaakt (zie rubriek 6.4). Een hoog hematocriet kan ook riskant zijn omdat een teveel aan rode bloedcellen het bloed dikker maakt en het risico op bloedstolsels vergroot. In zeldzame gevallen kan een hoog hematocriet wijzen op polycythemie, een aandoening van het beenmerg die wordt gekenmerkt door een overproductie van rode bloedcellen. Polycythemie verhoogt het bloedvolume en de viscositeit van het bloed, wat soms leidt tot hoofdpijn, wazig zien en hoge bloeddruk.
Sommige verschuivingen in hematocriet (en hemoglobine) zijn normaal en tijdelijk. Als u bijvoorbeeld op uw volgende vakantie naar de bergen gaat en daar minstens enkele weken blijft, stijgt uw hematocriet ter compensatie van het lagere zuurstofgehalte in de lucht die u inademt. Dit maakt deel uit van de normale homeostatische regulering van de zuurstofdragende capaciteit van het bloed. Nadat u terugkeert naar uw gebruikelijke hoogte, wordt uw hematocriet weer normaal. Voorbeeld:
Vit B12 tekort kan eerst het hemoglobine verlagen. (bij mensen die vegan dieet volgen)
Uitdroging kan hematocriet verhogen.
Oefenvraag: Is het bloedmonster in figuur 6.2 waarschijnlijker van een vrouw of van een man? Waarom?
Alle bloedcellen en bloedplaatjes ontstaan uit cellen in het rode merg van bepaalde botten. Deze cellen, stamcellen genoemd, delen zich gedurende ons hele leven herhaaldelijk en produceren voortdurend onrijpe bloedcellen.
Stamcellen zijn dus eigenlijk cellen die nog niet gespecialiseerd zijn. Deze onrijpe cellen ontwikkelen zich tot bloedplaatjes en de verschillende soorten rijpe rode en witte bloedcellen die in figuur 6.5 worden beschreven. Zie ook EPO en CSF dat zijn hormonen die de stamcellen dwingen te differentiëren.
Oefenvraag: Een medisch onderzoeker brengt een liter bloedplasma (volbloed minus de gevormde elementen) in bij een patiënt. Wat denk je dat het effect van het infuus zou zijn?
Wat als hij al het bloed van de patiënt zou vervangen door bloedplasma?
Sommige stamcellen ontwikkelen zich tot onrijpe cellen genaamd erytroblasten ("rood" + "onrijp"). Erytroblasten worden gevuld met hemoglobine en ontwikkelen zich
in ongeveer een week tot rijpe RBC's, of erytrocyten. Naarmate ze rijpen, verliezen deze cellen hun kern en organellen, zodat ze zich niet kunnen voortplanten. Alle nieuwe RBC's moeten dus afkomstig zijn van delende stamcellen. Omdat ze geen kern hebben en daarom veel standaard celactiviteiten niet kunnen uitvoeren (zoals de productie van nieuwe eiwitten en fosfolipiden om hun celmembranen te vernieuwen), slijten ze vrij snel. Rode bloedcellen leven slechts ongeveer 120 dagen, maar in die tijd maken ze bijna 3000 retourritten per dag, waarbij ze O2 van de longen naar de weefsels en CO2 van de weefsels terug naar de longen vervoeren. Omdat ze zo kort leven, moeten er gedurende het hele leven rode bloedcellen worden geproduceerd - in een ongelooflijk tempo van meer dan 2 miljoen per seconde - alleen maar om het hematocriet constant te houden.
Oude en beschadigde RBC's worden uit het circulerende bloed verwijderd en in de lever en milt vernietigd door grote cellen die macrofagen worden genoemd. Macrofagen zijn afgeleid van monocyten, de grootste van de witte bloedcellen. Macrofagen omringen de rode bloedcel, slokken hem op en verteren hem. Dit proces wordt fagocytose genoemd. De vier peptideketens van de hemoglobine moleculen worden dan ontleed in hun samenstellende aminozuren, en de aminozuren worden gerecycled om nieuwe eiwitten te maken. De ijzeratomen van de heemgroepen gaan terug naar het rode beenmerg, waar ze opnieuw worden gebruikt voor de aanmaak van nieuwe hemoglobine voor nieuwe rode bloedcellen. De heemgroepen (zonder het ijzer) worden door de lever omgezet in een geelachtig pigment dat bilirubine heet. Als u ooit hebt gezien hoe een blauwe plek langzaam van kleur verandert terwijl hij geneest, van paars naar blauw naar groen naar geel, dan hebt u de chemische afbraak van de heemgroepen tot bilirubine op de plaats van de schade waargenomen.
Onder normale omstandigheden, wanneer hemoglobine in de lever wordt afgebroken, vermengt bilirubine zich met de gal die tijdens de spijsvertering wordt afgescheiden en komt in de darmen terecht. Dit pigment draagt bij aan de karakteristieke kleuren van urine en ontlasting. Wanneer de lever er niet in slaagt bilirubine naar behoren in de gal uit te scheiden of wanneer de galbuis van de lever naar de darmen verstopt is, kan bilirubine zich ophopen in het bloedplasma. Hoge concentraties bilirubine in het bloed doen de huid en de slijmvliezen er gelig uitzien en kunnen het oogwit geel kleuren. Deze aandoening wordt geelzucht (jaundice) genoemd (van jaune, Frans voor "geel").
Geelzucht kan ook worden veroorzaakt door een verhoogde snelheid van RBC-afbraak.
De regulering van de RBC-productie is een negatieve terugkoppeling of feedback die de homeostase in stand houdt (figuur 6.6). Het totale aantal RBC's in het lichaam wordt niet gereguleerd; er zijn geen cellen die het aantal RBC's kunnen tellen. De effectiviteit van de RBC's bij het transport van zuurstof wordt wel geregeld. Bepaalde cellen in de nieren controleren de beschikbaarheid van zuurstof. Als de beschikbaarheid van zuurstof om welke reden dan ook afneemt, zorgen deze cellen ervoor dat de nieren een hormoon afscheiden dat erytropoëtine (epo) heet. Erytropoëtine wordt in het bloed naar het rode beenmerg getransporteerd, waar het stamcellen stimuleert om meer rode bloedcellen te produceren. Wanneer de zuurstofdragende capaciteit van het bloed weer op een geschikt niveau komt, zoals gecontroleerd door de niercellen, verminderen de cellen hun productie van erytropoëtine en wordt de productie van rode bloedcellen weer normaal. Het lichaam handhaaft dus de homeostase van de beschikbaarheid van zuurstof door de productiesnelheid aan te passen van de RBC's die de zuurstof vervoeren.
Sommige mensen met een nierziekte produceren niet genoeg erytropoëtine om hun RBC-productie goed te regelen. Gelukkig is erytropoëtine nu in de handel verkrijgbaar en kan het worden toegediend om de productie van rode
bloedcellen te stimuleren. Sommige atleten hebben erythropoëtine misbruikt door het in te spuiten om hun RBC- productie en dus hun zuurstofdragende capaciteit in het bloed te verhogen, een praktijk die bloeddoping wordt genoemd.
Oefening: Wat kan er in deze feedback-loop gebeuren als het beenmerg ziek is en niet in staat is voldoende rode bloedcellen aan te maken?
Sommige atleten testten zo al positief op darbepoetine, een erytropoëtine-achtig medicijn dat 10 keer krachtiger is dan het natuurlijke hormoon. Bloeddoping kan ernstige gevolgen hebben voor de gezondheid. Een teveel aan rode bloedcellen maakt het bloed stroperiger, waardoor het hart harder moet werken om het bloed door het lichaam te pompen. De uitdroging die volgt op zware inspanning kan het bloed nog meer concentreren, waardoor het risico op bloedstolsels, hoge bloeddruk, hartaanval en beroerte toeneemt.
Ongeveer 1% van het volledige bloed bestaat uit witte bloedcellen (WBC's of leukocyten). Ze zijn groter dan rode bloedcellen en ook diverser van structuur en functie. Ze hebben een kern en celorganellen maar geen hemoglobine. Omdat ze doorzichtig zijn, zijn ze onder de microscoop moeilijk te herkennen, tenzij ze gekleurd zijn. Elke kubieke millimeter bloed bevat er slechts ongeveer 7.000, en er is slechts één WBC voor elke 700 RBC's. Witte bloedcellen spelen een aantal cruciale rollen in de verdediging tegen ziekten en verwondingen.
Net als rode bloedcellen ontstaan witte bloedcellen uit stamcellencellen in het rode beenmerg. Zoals getoond in figuur 6.5, produceren stamcellen onrijpe bloedcellen die zich ontwikkelen tot de verschillende WBC's. Er zijn twee grote categorieën witte bloedcellen:
agranulaire leukocyten (agranulocyten)
Beide typen bevatten granules (eigenlijk blaasjes) in hun cytoplasma die gevuld zijn met eiwitten en enzymen om hun verdedigingswerk te ondersteunen. De granules van de agranulaire leukocyten zijn echter niet zichtbaar wanneer de cellen worden gekleurd om ze te bekijken (a- betekent "zonder").
De meeste WBC's hebben een korte levensduur. Veel granulaire leukocyten sterven binnen enkele uren tot negen dagen, waarschijnlijk als gevolg van verwondingen opgelopen bij het bestrijden van binnendringende micro- organismen. Monocyten kunnen enkele maanden overleven; lymfocyten enkele dagen tot vele jaren. Dode en gewonde WBC's worden voortdurend uit het bloed verwijderd door de lever en de milt.
De circulerende hoeveelheid witte bloedcellen stijgt snel wanneer het lichaam wordt bedreigd door virussen of bacteriën. Bij activering door weefselbeschadiging of microben produceren WBC's factoren die koloniestimulerende factoren (CSF) worden genoemd (omdat zij een specifieke kolonie WBC-voorlopercellen stimuleren). Deze kolonie- stimulerende factoren verhogen de ontwikkelingssnelheid van nieuwe WBC's uit het beenmerg en stimuleren ook het vrijkomen van opgeslagen WBC's uit de milt.
Rode bloedcellen blijven volledig binnen het vaatstelsel, behalve bij weefselbeschadiging, maar sommige witte bloedcellen verlaten het vaatstelsel en circuleren in de weefselvloeistof tussen de cellen, of in de vloeistof in het lymfestelsel. Omdat WBC's van vorm kunnen veranderen, kunnen zij zich tussen de cellen die de capillaire wanden vormen, wringen. Witte bloedcellen, onderdeel van het afweersysteem van het lichaam, worden uitvoeriger besproken in het hoofdstuk over het immuunsysteem.
Tot de granulaire leukocyten behoren neutrofielen, eosinofielen en basofielen. Deze namen zijn gebaseerd op hun kleureigenschappen:
Neutrofielen, het meest voorkomende type granulocyt, maken ongeveer 60% van de WBC's uit. (Hun naam - die "neutraalminnend" betekent - geeft aan dat hun korrels noch een rode, noch een blauwe vlek significant absorberen, ze hebben wel 3 kernen). Circuleren 7-10 uur in het perifere bloed voordat ze naar het weefsel migreren; leven slechts enkele dagen. Neutrofielen zijn de eerste witte bloedcellen die infecties bestrijden. Zij omringen vreemde cellen en slokken deze op door middel van fagocytose (figuur 6.7). Zij richten zich vooral op bacteriën en sommige schimmels, en hun aantal kan dramatisch stijgen bij acute bacteriële infecties zoals blindedarmontsteking of hersenvliesontsteking. Het kan bvb een schimmelcel benaderen met uitsteeksels op het oppervlak zoals op de tekening.
Eosinofielen vormen een relatief klein percentage (2-4%) van de circulerende witte bloedcellen. (Hun naam komt van hun neiging om gemakkelijk vlekken te maken met een
zuurrode vlek genaamd eosine). Eosinofielen hebben twee belangrijke functies. De eerste is de verdediging van het lichaam tegen grote parasieten zoals wormen (onder andere haakwormen, lintwormen, zuigwormen en spoelwormen). Deze parasieten zijn te groot om door fagocytose te worden omgeven en opgeslokt. In plaats daarvan omringen clusters eosinofielen elke parasiet en bombarderen deze met verteringsenzymen. De tweede functie van eosinofielen is het
afgeven van chemische stoffen die de ernst van allergische reacties verminderen. Kan ook de ernst van astma weergeven.
Basofielen, de zeldzaamste witte bloedcellen, maken slechts 0,5% van de leukocyten uit. (De korrels in het cytoplasma van basofielen bevatten histamine, een chemische stof die de ontstekingsreactie (roodheid, jeuk, zwelling) in gang zet. Wanneer lichaamsweefsels gewond raken, scheiden basofielen histamine af, waardoor aangrenzende bloedvaten bloedplasma afgeven in het beschadigde gebied. Het plasma voert voedingsstoffen,
verschillende cellen en chemicaliën aan om het proces van weefselherstel te beginnen. De zwelling, jeuk en roodheid die gepaard gaan met het vrijkomen van histamine door basofielen voelen misschien niet prettig aan, maar ze maken deel uit van de verdediging van het immuunsysteem tegen moleculen die als bedreigend worden ervaren. ->mug!
Boven: lymfocyten
Onder : monocyten
De agranulaire leukocyten omvatten monocyten en lymfocyten.
De grootste WBC's, monocyten, bestaan uit ongeveer 5% van de circulerende witte bloedcellen. Zij kunnen uit de bloedstroom filteren en zich vestigen in lichaamsweefsels, waar zij zich differentiëren tot macrofagen die indringers en dode celresten opslokken door middel van fagocytose. Ze stimuleren ook lymfocyten om het lichaam te verdedigen. Monocyten lijken vooral actief bij chronische infecties zoals tuberculose, en tegen virussen en bepaalde bacteriële parasieten.
Lymfocyten vormen ongeveer 30% van de circulerende witte bloedcellen. Ze komen voor in de bloedbaan, de amandelen, de milt, de lymfeklieren en de thymus. Ze worden ingedeeld in twee typen, B-lymfocyten en T-lymfocyten (of B- cellen en T-cellen). B-lymfocyten (vanuit het beenmerg) geven aanleiding tot plasmacellen die antilichamen produceren, gespecialiseerde eiwitten die zich
verdedigen tegen micro-organismen en andere vreemde indringers. T-lymfocyten (van de thymus) richten zich op specifieke bedreigingen zoals bacteriën, virussen en
kankercellen en vernietigen deze. Beide spelen een cruciale rol in het immuunsysteem van het lichaam.
Oefening: Een vriendin verstuikt haar enkel en die wordt al snel rood, gezwollen en pijnlijk. Welk type witte bloedcel is waarschijnlijk verantwoordelijk voor deze symptomen, en wat is zijn belangrijkste functie?
Minder dan 1% van het bloed bestaat uit bloedplaatjes. Bloedplaatjes zijn afgeleid van megakaryocyten, grote cellen die ontstaan uit stamcellen in het beenmerg (zie figuur 6.5). Megakaryocyten circuleren nooit - ze blijven in het beenmerg. Bloedplaatjes zijn slechts kleine stukjes cytoplasma en celmembraan van de megakaryocyten. Omdat bloedplaatjes geen levende cellen zijn, blijven ze slechts vijf tot negen dagen in omloop.
Wanneer een bloedvat gewond raakt en bloed lekt, nemen bloedplaatjes deel aan het stollingsproces, waardoor de vaat- en weefselschade wordt beperkt. Zodra het bloeden is gestopt, nemen bloedplaatjes ook deel aan het herstelproces door eiwitten af te geven die de groei en het herstel van bloedvaten bevorderen.
6.2 HEMOSTASE: HET STOPPEN VAN BLOEDVERLIES
Een van de belangrijkste eigenschappen van de bloedsomloop is het vermogen om bloedverlies na verwonding te beperken. Hemostase (figuur 6.8), het natuurlijke proces om de bloedstroom of het bloedverlies te stoppen, verloopt in drie fasen: vaatspasme, of intense samentrekking van de bloedvaten in het gebied, vorming van een bloedplaatjesprop, en bloedstolling, ook wel coagulatie genoemd. Zodra het bloedverlies is gestopt, kan het weefselherstel beginnen.
Zoals geïllustreerd in figuur 6.8, 1 wanneer een bloedvat beschadigd is, ondergaan de gladde spieren in de wand ervan spasmen - intense samentrekkingen die de bloedvaten vernauwen. Als de vaten middelgroot tot groot zijn, verminderen de spasmen de onmiddellijke uitstroom van bloed, waardoor de schade wordt geminimaliseerd als voorbereiding op latere stappen in de hemostase. Als de vaten klein zijn, drukken de spasmen de binnenwanden samen
en kunnen ze het bloeden zelfs volledig stoppen. Vasculaire spasmen duren meestal ongeveer een half uur, lang genoeg voor de volgende twee stadia van hemostase.
Normaal gesproken circuleren bloedplaatjes vrij in het bloed. Maar, zoals te zien is in figuur 6.8(2) wanneer de bekleding van een bloedvat breekt, waardoor onderliggende eiwitten in de vaatwand bloot komen te liggen, zwellen de bloedplaatjes op, ontwikkelen ze stekelige uitsteeksels en beginnen ze samen te klonteren. Ze worden ook kleverig en beginnen zich aan de vaatwanden en aan elkaar te hechten. Meer bloedplaatjes komen samen en ondergaan dezelfde veranderingen. Het resultaat is een bloedplaatjesprop die het beschadigde gebied afsluit. Als de breuk vrij klein is, kan een bloedplaatjesprop deze binnen enkele seconden dichten. Dit kan voldoende zijn om het bloeden te stoppen. Als de schade ernstiger is, treedt bloedstolling op.
Vorming van bloedplaatjespluggen:
Adhesie: Bloedplaatjes hechten zich aan de plaats van het letsel
Activering: Bloedplaatjes veranderen van vorm, schakelen receptoren in en scheiden chemische boodschappermoleculen af
Aggregatie: kleven aan elkaar door receptorbruggen.
De derde fase in de hemostase is de vorming van een bloedprop, waarbij het bloed verandert van een vloeistof in een gel. Hierbij vindt een reeks chemische reacties plaats die uiteindelijk een netwerk van eiwitvezels in het bloed doen ontstaan. Ten minste 12 stoffen, bekend als stollingsfactoren, nemen deel aan deze reacties. Wij zullen ons concentreren op drie stollingsfactoren: protrombine activator, trombine en fibrinogeen.
Schade aan bloedvaten stimuleert de vaten en de nabijgelegen bloedplaatjes om protrombineactivator aan te maken. Dit activeert de omzetting van protrombine, een plasma-eiwit, in een enzym dat trombine heet. De reactie vereist de aanwezigheid van calciumionen (Ca2+) bij vele stappen en soms ook vitamine K. Trombine vergemakkelijkt op zijn beurt de omzetting van een oplosbaar plasma-eiwit, fibrinogeen, in lange onoplosbare draden van een eiwit dat fibrine wordt genoemd. De fibrinedraden wikkelen zich rond de bloedplaatjesprop op de plaats van de wond en vormen een in elkaar grijpend net van vezels dat bloedplaatjes, bloedcellen en verschillende moleculen tegen de opening houdt (zie figuur 6.8).
De massa van fibrine, bloedplaatjes en gevangen rode bloedcellen smelt samen tot een eerste stolsel dat de bloedstroom op de plaats van het letsel vermindert (zie figuur 6.9). Deze eerste fibrinestolsel kan zich in minder dan een minuut vormen. Kort daarna beginnen bloedplaatjes in het stolsel samen te trekken, waardoor het stolsel strakker wordt en de vaatwanden samengetrokken worden. Over het algemeen duurt het hele proces van bloedstolselvorming en -trekking minder dan een uur.
Cascade: opeenvolgende stappen van enzymatische activering
Cascade kan door verschillende factoren in gang worden gezet
Als een stap in dit proces wordt geblokkeerd, kan zelfs een kleine snee of blauwe plek levensbedreigend worden. Denk aan hemofilie, een erfelijke aandoening die wordt veroorzaakt door een tekort aan een of meer stollingsfactoren. Mensen met de meest voorkomende vorm van de aandoening, hemofilie A, missen een eiwit dat bekend staat als stollingsfactor VIII. Wanneer een bloedvat wordt doorboord, stolt het bloed langzaam of helemaal niet. Zelfs als de huid niet gebroken is, kunnen ernstige bloeduitstortingen zich verspreiden naar gewrichten en spieren.
Vijftig jaar geleden overleefden de meeste mensen met hemofilie de volwassen leeftijd niet. Tegenwoordig kunnen veel bloedingen onder controle worden gehouden door toediening van een andere stollingsfactor,
factor VIIa. Er was aanvankelijk een tekort aan stollingsfactor VIIa omdat deze uit donorbloed moest worden gezuiverd, maar met genetische manipulatietechnieken is het nu mogelijk factor VIIa in het laboratorium en in grote hoeveelheden te produceren.
Bepaalde medicijnen kunnen ook de hemostase verstoren. Als u zich bijvoorbeeld snijdt nadat u aspirine heeft genomen, kunt u merken dat u meer bloedt dan normaal. Dat komt omdat aspirine het samenklonteren van bloedplaatjes blokkeert en de vorming van een bloedplaatjesprop. Als u van plan bent geopereerd te worden, zal uw arts u waarschijnlijk adviseren geen aspirine te nemen gedurende ten minste 7-10 dagen voor de operatie. Remming van de stollingscascade gebeurt door Warfarine en heparine.
6.3 BLOEDGROEPEN BIJ DE MENS
Bloedtransfusies = het toedienen van bloed rechtstreeks in de bloedbaan van een andere persoon. Al meer dan een eeuw proberen artsen ernstig bloedverlies tegen te gaan door bloed van de ene levende persoon in de andere te transfuseren. Soms waren deze vroege pogingen succesvol. Vaker niet, met ernstige ziekte of zelfs de dood van de ontvanger tot gevolg. Waarom hebben de eerste pogingen tot bloedtransfusie sommige levens wel en andere niet? Tegenwoordig weten we dat het succes van bloedtransfusies grotendeels afhangt van de bloedgroep, voornamelijk gebaseerd op het ABO-bloedgroepsysteem. Als u ooit bloed doneert of ontvangt, wordt u getest om uw bloedgroep te bepalen. Dit is nodig, want als je bloed krijgt van iemand die geen compatibele bloedgroep heeft, kun je een ernstige reactie krijgen.
Om het concept van bloedtypering te begrijpen, moeten we eerst vertrouwd zijn met antigenen en antilichamen. Onze cellen hebben bepaalde oppervlakte-eiwitten die het immuunsysteem kan herkennen en identificeren als "eigen" - met andere woorden, die bij ons horen. Dit zijn een soort wachtwoorden waardoor ons immuunsysteem onze eigen cellen negeert. Vreemde cellen hebben andere oppervlakte-eiwitten, die het immuunsysteem herkent als "niet-zelf".
Een antigeen (anti betekent "tegen," en het Griekse woord gennan betekent "genereren") is een "niet-zelf" celeiwit (polysacharide of proteïne) dat het het immuunsysteem van een organisme stimuleert om het organisme te verdedigen.
Als onderdeel van deze verdediging produceert het immuunsysteem een tegengesteld eiwit, een antilichaam ("tegen" + "lichaam"). Antilichamen worden geproduceerd door lymfocyten en behoren tot de eerder genoemde klasse plasma- eiwitten die gamma-globulinen worden genoemd. Antilichamen zetten de tegenaanval in op antigenen die zij herkennen als "niet-zelf" (figuur 6.10a) waarop agglutinatie volgt. Er zijn vele antilichamen, elk gespecialiseerd om een bepaald antigeen aan te vallen. Deze reactie is vergeleken met een slot en sleutel Alleen een specifieke antilichaamsleutel past op een specifiek antigeenslot Antilichamen zweven vrij in het bloed en de lymfe tot zij een indringer met het passende antigeen tegenkomen. Zij binden zich aan de antigeenmolecule en vormen een antigeen- antilichaamverbinding die de vreemdeling markeert voor vernietiging. De vorming van een antigeen- antilichaamcomplex zorgt er vaak voor dat de vreemde cellen samenklonteren, waardoor ze effectief worden geïnactiveerd (figuur 6.10b).
Net als andere cellen hebben rode bloedcellen eiwitten aan de buitenkant van hun celmembraan die het lichaam in staat stellen hen te identificeren als "zichzelf". De interacties tussen deze antigenen en de ontwikkeling van antilichamen tegen de antigenen van vreemde rode bloedcellen liggen ten grondslag aan de reacties die kunnen optreden na bloedtransfusies.
Rode bloedcellen worden ingedeeld volgens het ABO-bloedgroepensysteem, waarbij bijna alle individuen tot een van de vier types behoren: Bloedgroep A, B, AB of O. Bloedgroep A heeft A-antigenen, bloedgroep B heeft B-antigenen, bloedgroep AB heeft zowel A- als B-antigenen en bloedgroep O heeft geen van beide (zie de O als een "nul"). Bovendien hebben alle mensen circulerende antilichamen (en het vermogen om meer antilichamen te maken) tegen oppervlakteantigenen die verschillen van hun eigen antilichamen; bloed van type A heeft antilichamen van type B, bloed van type B heeft antilichamen van type A, bloed van type O heeft zowel antilichamen van type A als van type B, en bloed van type AB heeft geen van beide antilichamen. De antilichamen verschijnen al vroeg in het leven, ongeacht of iemand ooit een bloedtransfusie heeft ontvangen. Deze antilichamen vallen rode bloedcellen met vreemde antigenen aan, waardoor ze beschadigd raken en samenklonteren. Als de agglutinatie extreem is, kunnen de klonters de bloedvaten blokkeren, wat schade aan organen of zelfs de dood kan veroorzaken. Bovendien kan door beschadigde rode bloedcellen vrijkomende hemoglobine de nieren blokkeren, wat kan leiden tot nierfalen. Alle nadelige effecten van een bloedtransfusie wordt een transfusiereactie genoemd. Als je bloed van type A hebt, mag je enkel een transfusie van bloed van type A of type O, omdat geen van beide het ‘niet eigen’ antigeen type-B hebben. Een transfusie van type B of type AB-bloed heeft, zou uw antilichamen ertoe aanzetten een aanval in te zetten tegen het B- antigeen van de gedoneerde RBC's, waardoor deze agglutineren. Evenzo kunt u, als u bloedgroep B hebt, geen bloed ontvangen met antigenen van bloedgroep A (A of AB). Mensen met bloedgroep AB kunnen over het algemeen transfusies ontvangen, niet alleen van andere AB personen, maar ook van alle drie de andere bloedtypes. Mensen met bloedgroep AB kunnen echter alleen bloed geven aan andere mensen met bloedgroep AB. Personen met bloedgroep O kunnen bloed geven aan personen met bloedgroep A, B of AB, maar zij kunnen alleen bloed ontvangen van personen met bloedgroep O. Merk op dat het de antilichamen van de ontvanger zijn die over het algemeen de transfusiereactie veroorzaken. Hoewel het donorbloed antistoffen kan hebben tegen de RBC's van de ontvanger, veroorzaken zij zelden
transfusiereacties omdat het volume van het gegeven bloed over het algemeen klein is in vergelijking met het volume van het bloed van de ontvanger.
Oefening: Stel dat een man een zeldzame mutatie in zijn bloedcelantigenen heeft, zodat hij slechts één uniek
bloedantigen heeft,
C. Niemand anders ter wereld heeft het type C-antigen en niemand anders heeft antilichamen die daarop reageren. Kan hij veilig bloed geven aan iemand anders? Leg uit.
Een ander antigeen aan het oppervlak van rode bloedcellen, Rh-factor genaamd omdat het voor het eerst werd ontdekt bij resusapen, is ook belangrijk bij bloedtransfusies. Ongeveer 85% van de Amerikanen is Rh-positief, wat betekent dat zij het Rh-antigen op hun rode bloedcellen dragen. Ongeveer 15% is Rh-negatief - zij hebben het Rh- antigeen niet, en bijgevolg reageert hun immuunsysteem op elk vreemd Rh-antigeen door er antilichamen tegen te maken. De Rh-factor is een bijzonder punt van zorg voor Rh-negatieve vrouwen met een kinderwens (figuur 6.12). Als een Rh-negatieve vrouw zwanger wordt van een Rh-positieve man, kan de foetus Rh-positief (want dominant) zijn. Als enkele van de Rh-positieve bloedcellen van de foetus in het bloed van de moeder lekken, begint de moeder anti-Rh- antistoffen te produceren. Deze maternale antilichamen kunnen de placenta passeren en de rode bloedcellen van de foetus aanvallen. Het resultaat kan hemolytische ziekte van de pasgeborene (HDN) zijn, een aandoening die wordt gekenmerkt door een verminderd aantal rode bloedcellen en toxische niveaus van afbraakproducten van hemoglobine bij de pasgeborene. HDN kan leiden tot mentale achterstand of zelfs de dood.
Het risico van HDN is veel hoger voor de tweede en alle volgende Rh-positieve foetussen dan voor de eerste. Dit komt doordat het dagen of zelfs weken duurt voordat antilichamen worden aangemaakt na de eerste blootstelling aan een antigeen. Hoewel tijdens een normale zwangerschap een paar foetale cellen door de placenta kunnen lekken, waardoor er een kleine kans bestaat dat de eerste foetus wordt aangetast, doet de grootste kans op blootstelling van de moeder aan foetaal bloed zich doorgaans voor vlak na de bevalling, wanneer de placenta zich losmaakt van de baarmoeder. De antilichamen die zich ontwikkelen door blootstelling van de moeder tijdens de eerste bevalling komen te laat om de eerste foetus aan te tasten. Maar het maternale immuunsysteem heeft zijn lesje geleerd en staat klaar om het bloed van elke volgende Rh-positieve foetus aan te vallen (zie i sectie 8.7, Immuungeheugen creëert immuniteit).
Om deze reactie te voorkomen, krijgt een Rhesus-negatieve moeder die mogelijk zwanger is van een Rhesus-positief kind, bij 28 weken zwangerschap een injectie met antilichamen tegen Rhesus (RhoGAM), voor het geval dat. Als de pasgeborene Rh-positief is, krijgt de moeder uiterlijk drie dagen na de bevalling een tweede injectie. De geïnjecteerde antilichamen vernietigen snel alle rode bloedcellen van de pasgeborene die tijdens de bevalling in de bloedsomloop van de vrouw zijn terechtgekomen, voordat haar immuunsysteem de tijd heeft om ze op te sporen. De geïnjecteerde antilichamen verdwijnen in korte tijd.
Naast de belangrijke medische toepassingen heeft bloedtypering nog vele andere toepassingen. Omdat bloedgroepen erfelijk zijn, kunnen antropologen vroege bevolkingsmigraties opsporen door overervingspatronen te traceren.
Bloedtypering wordt ook gebruikt in strafrechtelijke onderzoeken om het bloed van slachtoffers en daders te vergelijken en om verdachten te elimineren of te identificeren op basis van overeenkomende antigenen. DNA-tests kunnen worden uitgevoerd op bloedmonsters om het vaderschap vast te stellen.
Oefening: Zal het immuunsysteem van een Rh-positieve vrouw bloedcellen aanvallen van een Rh-negatieve baby aanvallen? Waarom wel of niet?
Bloedtypering omvat het bepalen van uw ABO-type en de aan- of afwezigheid van de Rh-factor. Als uw bloedgroep bijvoorbeeld "B-pos" (B+) is, hebt u bloedgroep B en bent u positief voor de Rh-factor. Als u "O-neg" (O-) hebt, hebt u bloedgroep O en bent u negatief voor de Rh-factor.
ABO-bloedtypering wordt gedaan door plasma met kleine hoeveelheden anti-A en anti-B antilichamen toe te voegen aan verdund bloed, en vervolgens een druppel van het bloed op een glasplaatje te plaatsen. Als het bloed agglutineert, moet het de antigenen bevatten die overeenkomen met de antilichamen (figuur 6.13).
AB+ personen werden ooit universele ontvangers genoemd omdat ze van elk ander bloedtype kunnen ontvangen. Type O- personen werden vroeger universele donoren genoemd omdat hun bloed gewoonlijk aan elk ander type kan worden gegeven. Omdat transfusiereacties echter onverwacht kunnen optreden, worden deze termen nu als achterhaald beschouwd. Waarom treden er soms transfusiereacties op, zelfs wanneer het bloed voldoende is getypeerd voor ABO-bloedgroep en Rh-factor? De reden is dat er meer dan 100 andere minder gebruikelijke bloedantigenen in de menselijke bevolking, naast de zeer gebruikelijke A-, B- en Rh-antigenen. Gelukkig zijn de meeste daarvan vrij zeldzaam. Om ervoor te zorgen dat bloedtransfusies absoluut veilig zijn, doen medische laboratoria echter over het algemeen aan bloedtypering en cross-matching. Bij cross-matching worden kleine monsters donorbloed met ontvangerplasma en ontvangerbloed met donorplasma gemengd en worden beide combinaties onderzocht op
agglutinatie. Als in geen van beide combinaties agglutinatie optreedt, wordt aangenomen dat het bloed goed bij elkaar past.
Afgezien van de kwestie van bloedtypering en cross-matching om te zorgen voor bloedcompatibiliteit, is er ook de kwestie van het oplopen van een overdraagbare ziekte bij het ontvangen van menselijk bloed van een onbekende donor. In dat opzicht is de menselijke bloedvoorziening veiliger dan ooit. Tot 2002 werd gedoneerd bloed getest op HIV- en hepatitis C-virussen door te zoeken naar de aanwezigheid van antilichamen tegen de virussen in het bloed. In zeldzame gevallen werden infecties niet ontdekt, waarschijnlijk omdat er nog geen antilichaamreactie op de aanwezigheid van het virus was opgetreden. Nu hebben zeer gevoelige tests voor specifieke nucleïnezuren in het HIV- en hepatitis C-virus het risico van het oplopen van deze ziekten via een bloedtransfusie vrijwel geëlimineerd.
6.4 BLOEDVERVANGERS
Hoewel het lijkt alsof volbloed altijd de beste keuze is voor een patiënt die bloed nodig heeft, zijn er een aantal redenen waarom dit niet zo is:
Menselijk bloed kan overdraagbare ziekten dragen, hoewel het risico tegenwoordig klein is.
Om transfusiereacties te vermijden moet het bloed getypeerd worden en een kruisproef vormen met de ontvanger. Het juiste bloed is niet altijd voor elke patiënt beschikbaar.
Volbloed is slechts enkele maanden houdbaar en moet gekoeld worden bewaard. Koeling tijdens opslag en vervoer is in sommige landen niet altijd mogelijk.
4) De vraag naar bloed stijgt sneller dan het aanbod.
Om al deze redenen is de ontwikkeling van een goede bloedvervanger al meer dan 70 jaar een gebied van actief onderzoek. Momenteel worden twee soorten bloedvervangers onderzocht. Beide worden beter zuurstofdragende bloedvervangers genoemd omdat zij zich alleen richten op de zuurstofdragende functie van bloed.
Het ene type is gebaseerd op verschillende vormen van gemodificeerd hemoglobine in waterige oplossingen. In het algemeen is het hemoglobine afkomstig van dieren of wordt het via genetische manipulatie in bacteriën geproduceerd,
zodat er nog steeds problemen zijn in verband met de beperkte aanvoer en de mogelijke overdracht van ziekten. Bovendien is hemoglobine-eiwit in waterige oplossing (niet ingesloten in een membraan van rode bloedcellen) giftig voor de nieren. Daarom moet het hemoglobine eerst op een of andere manier worden "verpakt" (ingekapseld, vernet of gepolymeriseerd) voordat het kan worden gebruikt als alternatief voor hele rode bloedcellen.
De andere soort zuurstofdragende bloedvervanger probeert gebruik te maken van de hoge zuurstofdragende capaciteit van perfluorkoolwaterstoffen (PHK's), een groep kleurloze vloeistoffen die alleen koolstof en fluor bevatten PFK's zijn niet oplosbaar in water, dus moeten ze als kleine druppels in water worden toegediend (geëmulgeerd). Elke druppel is ongeveer 1/40e van de grootte van een rode bloedcel, waardoor ze klein genoeg zijn om door de kleinste bloedvaten te reizen. Een waterige oplossing met PFC kan verscheidene malen meer zuurstof vervoeren dan volledig bloed, en omdat PFK's volledig door de mens worden gemaakt en door warmte kunnen worden gesteriliseerd, dragen zij vrijwel geen risico van ziekteoverdracht in zich. Zij kunnen ook in onbeperkte hoeveelheden worden vervaardigd en zonder koeling langdurig worden opgeslagen. Een duidelijk nadeel van de PFK's is echter dat zij binnen twee dagen uit de bloedbaan verdwijnen door uitademing en verdamping via de longen. PFK's worden momenteel alleen gebruikt als tijdelijke vervanging van bloed.
6.5 BLOEDSTOORNISSEN
Bloedaandoeningen omvatten infecties, verschillende soorten kankers en aandoeningen die het vermogen van het bloed aantasten om zuurstof naar de weefsels te transporteren of om goed te stollen bij verwondingen. De gevolgen van bloedaandoeningen zijn vaak wijdverspreid omdat bloed passeert elk orgaan in het lichaam.
Mononucleose is een besmettelijke infectie van lymfocyten in bloed en lymfeweefsel, veroorzaakt door het Epstein- Bar-virus, een verwant van het virus dat herpes veroorzaakt. De meeste gevallen zijn tijdens de adolescentie, het wordt ook wel de kusziekte genoemd omdat het zo wijdverspreid is door fysiek contact. Symptomen van mononucleosis kunnen die van griep nabootsen: koorts, hoofdpijn, keelpijn, vermoeidheid en gezwollen amandelen en lymfeklieren. Een bloedtest onthult verhoogde aantallen monocyten en lymfocyten. De ziekte wordt mononucleosis genoemd omdat veel van de lymfocyten groter worden en op monocyten beginnen te lijken. Er is geen remedie bekend voor mononucleosis, maar bijna alle patiënten herstellen vanzelf binnen vier tot zes weken. Extra rust en goede voeding helpen het lichaam het virus te overwinnen.
Hoewel bloed normaal gesproken goed wordt verdedigd door het immuunsysteem, kunnen bacteriën af en toe het bloed binnendringen, de afweer overweldigen en zich snel vermenigvuldigen in het bloedplasma. De bacteriën kunnen zelf giftig zijn, of ze kunnen giftige chemicaliën afscheiden als bijproducten van hun metabolisme. Een bacteriële infectie van bloed wordt bloedvergiftiging of septicemia genoemd.
Bloedvergiftiging kan ontstaan door geïnfecteerde wonden (vooral diepe prikwonden), ernstige brandwonden, urineweginfecties of grote tandheelkundige ingrepen. Om dit te
helpen voorkomen, was u wonden en brandwonden grondig met water en zeep. Raadpleeg onmiddellijk uw arts wanneer een infectie gepaard gaat met een rode huid, koude rillingen en koorts, snelle hartslag of oppervlakkige ademhaling. Een vroeg teken van sommige bloedvergiftigingen is het plotseling verschijnen van rode strepen op een gezonde huid in de buurt van de plaats van een infectie (figuur 6.14). De rode strepen zijn het gevolg van ontsteking van aderen of lymfevaten in het gebied, wat aangeeft dat de infectie zich verspreidt naar de
systemische circulatie. Hoewel bloedvergiftigingen zeer gevaarlijk (zelfs dodelijk) kunnen zijn als ze niet worden behandeld, kunnen ze in de meeste gevallen effectief worden behandeld met antibiotica.
Bloedarmoede is een algemene term voor vermindering van het zuurstoftransporterend vermogen van bloed. Alle oorzaken van bloedarmoede geven vergelijkbare symptomen: bleke huid, hoofdpijn, vermoeidheid, duizeligheid, moeite met ademhalen en hartkloppingen - het ongemakkelijke gevoel dat iemands hart te snel klopt, het probeert het gebrek aan zuurstoftoevoer te compenseren. De belangrijkste soorten bloedarmoede zijn de volgende:
Bloedarmoede door ijzertekort. Bedenk dat elk hemoglobinemolecuul vier ijzermoleculen bevat. Wanneer het lichaam een tekort aan ijzer heeft, kan hemoglobine niet goed worden gesynthetiseerd. Het resultaat is minder hemoglobinemoleculen per rode bloedcel, en dus een verminderd vermogen om zuurstof te transporteren.
Bloedarmoede door ijzertekort is wereldwijd de meest voorkomende vorm van bloedarmoede. Meestal is dit te wijten aan te weinig ijzer in de voeding, maar het kan ook worden veroorzaakt door een onvermogen van het spijsverteringskanaal om ijzer goed op te nemen. Over het algemeen kan het worden behandeld door pillen in te nemen die ijzer bevatten of door voedsel te eten dat rijk is aan ijzer, zoals groene bladgroenten en vlees.
Hemorragische anemie. Bloedarmoede als gevolg van bloedverlies (bloeding) kan worden veroorzaakt door verwondingen, bloedende zweren, overmatige menstruatie en zelfs bepaalde parasieten. De behandeling omvat het vinden en behandelen van de onderliggende oorzaak van bloedverlies, indien mogelijk, en ervoor zorgen dat men voldoende ijzer in het dieet heeft om de verloren rode bloedcellen aan te vullen.
Pernicieuze anemie. Pernicieuze anemie wordt veroorzaakt door een tekort aan vitamine B12-opname door het spijsverteringskanaal. Vitamine B12 is belangrijk voor de aanmaak van normale rode bloedcellen. Pernicieuze anemie kan worden behandeld met injecties van B12.
Hemolytische anemie. Hemolytische anemie is het gevolg van scheuren (lysis) of vroege vernietiging van rode bloedcellen. Een oorzaak is sikkelcelziekte, een erfelijke aandoening waarbij de rode bloedcellen een abnormale sikkelvorm aannemen als de zuurstofconcentratie laag is. Vanwege hun abnormale vorm raken sikkelvormige rode bloedcellen beschadigd als ze door kleine bloedvaten reizen. Eenmaal beschadigd, worden ze door het lichaam vernietigd. Sikkelcelanemie komt het meest voor bij Afrikanen die in de buurt van de evenaar wonen en bij Afro- Amerikanen. Een andere veel voorkomende oorzaak van hemolytische anemie is de parasiet die malaria veroorzaakt.
Bloedarmoede door nierfalen. Wanneer de nieren falen, produceren ze niet genoeg erytropoëtine om de normale productie van rode bloedcellen te behouden. In dit geval is de bloedarmoede secundair aan het nierfalen en de daarmee gepaard gaande afname van erytropoëtine, niet het primaire probleem. Dit type bloedarmoede kan gemakkelijk worden gecorrigeerd door behandeling met exogeen erytropoëtine, EPO genaamd, dat de productie van rode bloedcellen binnen normale grenzen houdt.
Oefening: Waarom behandelt exogeen erytropoëtine (EPO) effectief bloedarmoede als gevolg van nierfalen, maar is het niet effectief bij de behandeling van de andere vier typen?
Leukemie verwijst naar een van de verschillende soorten bloedkanker. Hun gemeenschappelijke kenmerk is een ongecontroleerde proliferatie van abnormale of onrijpe witte bloedcellen in het botmerg. Overproductie van abnormale WBC's verdringt de productie van normale witte bloedcellen, rode bloedcellen en bloedplaatjes. Enorme aantallen leukemiecellen komen het bloed binnen en circuleren in het bloed, waardoor de normale orgaanfunctie wordt verstoord.
Er zijn twee hoofdcategorieën van leukemie: acuut, die zich snel ontwikkelt; en chronisch, dat zich langzaam ontwikkelt. Aangenomen wordt dat beide hun oorsprong vinden in de mutatie van een witte bloedcel (een verandering in de genetische structuur) die resulteert in een ongecontroleerde celdeling, waarbij miljarden kopieën van de abnormale cel worden geproduceerd. Mogelijke oorzaken van de oorspronkelijke mutatie zijn virale infectie of blootstelling aan straling of schadelijke chemicaliën. Genetische factoren kunnen ook een rol spelen.
Leukemie kan een breed scala aan symptomen veroorzaken. Weefsels kunnen gemakkelijk blauwe plekken krijgen als gevolg van onvoldoende aanmaak van bloedplaatjes. Bloedarmoede kan ontstaan als het bloed onvoldoende rode bloedcellen bevat. Botten kunnen zacht aanvoelen omdat het beenmerg vol zit met onrijpe witte bloedcellen. Sommige mensen ervaren hoofdpijn of vergrote lymfeklieren. Behandeling kan in sommige gevallen leukemie genezen en in andere gevallen het leven verlengen. De behandeling omvat over het algemeen bestralingstherapie en chemotherapie om de snelgroeiende kankercellen te vernietigen. Dit doodt ook de normale stamcellen, dus transplantaties van beenmergweefsel zijn nodig om nieuwe stamcellen te leveren. Navelstrengbloedtransplantaties kunnen een andere optie zijn (zie Huidig Kwestie, moet u het navelstrengbloed van uw baby bewaren?). Net als bij bloedtransfusies, moet al het weefsel worden getest om er zeker van te zijn dat de antigenen van de donor compatibel zijn met die van de patiënt.
Net als leukemie is multipel myeloom een vorm van kanker. In dit geval ondergaan abnormale plasmacellen in het beenmerg ongecontroleerdedeling. Plasmacellen zijn een soort lymfocyten die verantwoordelijk is voor het maken van een specifiek antilichaam. De woekerende plasmacellen produceren te veel van een abnormaal, vaak onvolledig antilichaam, waardoor de productie van andere antilichamen wordt belemmerd en het lichaam kwetsbaar wordt voor infecties. Botten worden zacht als het gezonde beenmerg wordt verdrongen door kwaadaardige plasmacellen. Niveaus van calcium in het bloed stijgen als botweefsel wordt vernietigd. Behandelingen omvatten geneesmiddelen tegen kanker en bestralingstherapie.
Trombocytopenie is een vermindering van het aantal bloedplaatjes in het bloed. Trombocytopenie I kan om verschillende redenen optreden, zoals een virale infectie, bloedarmoede, leukemie, bloedaandoeningen, blootstelling aan röntgenstralen of bestraling en zelfs een reactie op bepaalde medicijnen. Soms dalen de bloedplaatjeswaarden zonder aanwijsbare reden, in welk geval ze vaak na enkele weken weer stijgen.
Symptomen zijn onder meer gemakkelijk blauwe plekken of bloedingen, neusbloedingen in de mond, bloed in de urine en zware menstruaties. Behandeling van de onderliggende oorzaak verbetert over het algemeen de toestand. Als het aanhoudt, helpt chirurgische verwijdering van de milt vaak.
HOOFDSTUK 6: BLOED
INTRODUCTIE
Lang geleden, toen het leven begon, ontving een enkele cel die vrij in de oerzee dreef, al zijn voedingsstoffen uit de omringende vloeistof en dumpte al zijn afvalstoffen er ook in. Vandaag, doet een enkele cel in het menselijk lichaam in wezen nog steeds hetzelfde: hij ontvangt zijn voedingsstoffen van (en dumpt zijn afvalstoffen in) de omringende vloeistof, de interstitiële (tussen de cellen gelegen) vloeistof.
In het menselijk lichaam zitten de cellen echter dicht op elkaar gepakt, met heel weinig vloeistof ertussen. Een menselijke cel zou snel verhongeren in een zee van afvalstoffen als er geen bloed zou circuleren door de nabijgelegen bloedvaten. Bloed neemt voedingsstoffen op uit het spijsverteringskanaal (het breekt de voedingstoffen in kleinere deeltjes zodat het opgenomen kan worden door het bloed en verwijdert de afvastoffen die niet oplosbaar zijn in water uit het lichaam). Het transporteert koolstofdioxidegas naar de longen en neemt de broodnodige zuurstof op. Het transporteert de afvalproducten van de stofwisseling naar de lever voor vernietiging of naar de nieren voor verwijdering uit het lichaam (deze afvalstoffen moeten dan wel wateroplosbaar zijn). Het transporteert zelfs afvalwarmte naar de huid, als onderdeel van het reguleringsmechanisme voor de lichaamstemperatuur. Ten slotte bevat bloed gespecialiseerde cellen van het immuunsysteem die essentieel zijn voor onze verdediging tegen binnendringende micro-organismen. Altijd en overal in het lichaam zorgt bloed ervoor dat elke levende cel baadt in een vloeistof die bevorderlijk is voor het leven. Bloed is onze interne oeroceaan.
Bloed is zo effectief in het uitvoeren van zijn functies dat tot nu toe de pogingen van wetenschappers om een kunstmatige bloedvervanger te ontwikkelen niet erg succesvol zijn geweest. Als iemand bloed nodig heeft, is een transfusie van menselijk bloed vaak de enige oplossing.
Bloed is slechts één onderdeel van de bloedsomloop (circulatory system); het hart en de bloedvaten zijn de andere onderdelen. De primaire rol van het hart- en vaatstelsel is transport, met als algemene taak het handhaven van de homeostase van het interne milieu (figuur 6.1).
6.1 DE SAMENSTELLING EN FUNCTIES VAN BLOED
Bloed bestaat uit gespecialiseerde cellen en celfragmenten gesuspendeerd in een waterige oplossing van moleculen en ionen. Het wordt gecategoriseerd als een gespecialiseerd (bind)weefsel omdat bloedcellen afkomstig zijn uit het beenmerg. Volwassen mannen hebben gemiddeld 5 tot 6 liter bloed, volwassen vrouwen gemiddeld 4 tot 5 liter. De
verschillen tussen mannen en vrouwen weerspiegelen verschillen in lichaamsgrootte. In het algemeen vertegenwoordigt bloed ongeveer 8% van uw lichaamsgewicht.
Bloed is dikker en kleveriger dan water. Dat komt omdat sommige bestanddelen van bloed dichter (zwaarder) zijn dan water en omdat bloed ongeveer vijf keer zo viskeus is (viscositeit is een maat voor de weerstand tegen stroming). Het oude gezegde dat bloed dikker is dan water is waar.
Ondanks zijn uniforme kleur bevat bloed een rijk scala aan bestanddelen. Die vallen uiteen in twee grote categorieën: de cellulaire component of gevormde elementen (rode cellen, witte cellen en bloedplaatjes) en de vloeibare component (plasma). Als je een bloedmonster in een centrifuge draait (een snel roterend apparaat dat de zwaartekracht nabootst en vergroot), zakken de gevormde elementen naar de bodem van een reageerbuis omdat ze dichter zijn dan plasma (figuur 6.2). Rode bloedcellen (RBC's), die het grootste deel van de gevormde elementen vertegenwoordigen, zakken naar de bodem. Witte bloedcellen (WBC's) en
bloedplaatjes verschijnen net boven de rode bloedcellen in een dunne, grijswitte laag.
Figuur 6.2 Bloed. Tijdens het centrifugeren zakken de gevormde elementen naar de bodem. Het percentage rode bloedcellen in het bloed wordt hematocriet genoemd; in dit monster is het hematocriet 44%.
Bloedplasma (de vloeibare component) bevat elektrolyten (ionen), opgeloste gassen, eiwitten, hormonen en voedingsstoffen, samen met de afvalproducten van de stofwisseling. Tabel 6.1 geeft een overzicht van de bestanddelen van bloed en hun functies.
De bovenste laag van een gecentrifugeerd bloedmonster, die ongeveer 55% van het totale volume uitmaakt, bestaat uit een lichtgele vloeistof die plasma wordt genoemd (zie figuur 6.2b). Plasma is het transportmedium voor bloedcellen en bloedplaatjes.
Het plasma bestaat ongeveer uit:
hormonen
meer dan 100 verschillende kleine moleculen (waaronder aminozuren, vetten, kleine koolhydraten, vitaminen, ….
diverse afvalproducten van de stofwisseling
Water
Eiwitten (albuminen, globulinen, stollingseiwitten)
Elektrolyten (natrium, calcium, kalium)
Gassen (O2, CO2, NO)
Voedingsstoffen (glucose) en afvalstoffen
Elektrolyten zoals natrium en kalium dragen bij tot de controle van de celfunctie en het celvolume. Hormonen, chemische "boodschappers" van het endocriene systeem, transporteren informatie door het hele lichaam.
Voedingsstoffen zoals koolhydraten, aminozuren, vitaminen en andere stoffen worden geabsorbeerd uit het spijsverteringskanaal of geproduceerd door metabolische reacties in de cellen. Afvalproducten in plasma zijn kooldioxide, ureum en melkzuur. In plasma opgeloste gassen zijn zuurstof, noodzakelijk voor de stofwisseling, en kooldioxide, een afvalproduct van de stofwisseling.
De grootste groep opgeloste stoffen in plasma bestaat uit plasma-proteïnen, die verschillende functies vervullen. Belangrijke plasma-eiwitten zijn albumine, globuline en stollingseiwitten.
Bijna twee-derde van de plasma-proteïnen zijn albuminen, die vooral dienen om de juiste waterbalans tussen bloed en interstitiële vloeistof te handhaven door osmose (Osmotische druk -> geen waterverlies -> verandering -> water verlaat
bloedvaten -> moet rond hetzelfde niveau blijven). Albuminen, die in de lever worden geproduceerd, binden zich ook aan bepaalde moleculen (zoals bilirubine en vetzuren) en geneesmiddelen (zoals penicilline) en helpen bij het transport ervan in het bloed.
Globulinen (aangeduid als alfa, bèta en gamma) zijn een diverse groep eiwitten die verschillende stoffen in het bloed vervoeren. De alfa-globulinen staan in voor transport. Veel bèta-globulinen binden zich aan lipide (vet) moleculen zoals cholesterol. Wanneer een eiwit aan een van deze moleculen bindt, ontstaat een complex dat een lipoproteïne wordt genoemd.
Twee medisch belangrijke lipoproteïnen zijn de lage dichtheid lipoproteïnen (LDLS) en lipoproteïnen met een hoge dichtheid (HDL's) en bij medisch onderzoek wordt vaak een bloedmonster genomen: om de relatieve verhouding tussen LDL en HDL te meten. De LDLS worden soms "slechte cholesterol" genoemd omdat hoge bloedwaarden van deze lipoproteïnen in verband worden gebracht met een verhoogd risico op cardiovasculaire gezondheidsproblemen. Hoge niveaus van HDL’s wijzen vaak op een lager risico op hart- en vaatziekten.
Gamma-globulinen maken deel uit van het afweersysteem van het lichaam en helpen beschermen tegen infecties en ziekten. We bekijken ze nader wanneer we het immuunsysteem bespreken.
Stollingseiwitten (clotting proteins), een derde groep plasma-eiwitten, spelen een belangrijke rol in het proces van bloedstolling. Zoals we later in dit hoofdstuk zullen zien, minimaliseert bloedstolling het bloedverlies en helpt het de homeostase te handhaven na verwonding.
Iets minder dan de helft van het volume van volbloed bestaat uit de gevormde elementen (zie figuur 6.2b). De meest voorkomende zijn rode bloedcellen (RBC's), ook wel erytrocyten ("rode cellen" in het Grieks) genoemd. Rode bloedcellen functioneren voornamelijk als dragers van zuurstof en kooldioxide. Elke kubieke millimeter bloed bevat ongeveer 5 miljoen rode bloedcellen. Zij geven het bloed zijn kleur en zijn de belangrijkste reden waarom het viskeus of stroperig is.
Rode bloedcellen zijn een goed voorbeeld van hoe structuur de functie dient. Rode bloedcellen zijn kleine, afgeplatte, donutvormige schijven waarvan het midden dunner is dan de randen (figuur 6.3). Dit is een ongebruikelijke vorm voor menselijke cellen, maar het heeft verschillende voordelen voor RBC's. Het maakt ze flexibel, zodat ze kunnen buigen en zich door kleine bloedvaten kunnen persen. Het betekent ook dat geen enkel punt binnen een RBC's cytoplasma ooit ver is van het celoppervlak, wat het proces van het proces van gasuitwisseling vergemakkelijkt.
De heemgroep = stipje Schijfje = zuurstofatoom
Rode bloedcellen zijn zeer gespecialiseerd in het transport van zuurstof. Volwassen RBC's hebben geen kern en in wezen geen organellen dit is ook een reden waarom ze niet lang leven. Omdat RBC's geen mitochondriën hebben, genereren zij ATP via anaerobe wegen. Dit betekent dat RBC's geen zuurstof verbruiken. Het zijn in
wezen met vloeistof gevulde zakken van plasmamembraan, volgepropt met bijna 300 miljoen moleculen van een zuurstofbindend eiwit, hemoglobine genaamd.
Hemoglobine bestaat uit vier polypeptideketens, die elk een heemgroep bevatten (figuur 6.4)-> dus op 1 hemoglobine kunnen 4 zuurstofatomen binden. In het midden van elke heemgroep bevindt zich een ijzeratoom, dat gemakkelijk een binding kan aangaan met een zuurstofmolecuul (O2). In totaal kan één enkele rode bloedcel tot 1,2 miljard moleculen zuurstof vervoeren.
Verschillende factoren beïnvloeden de binding van hemoglobine aan zuurstof. Hemoglobine bindt zuurstof het meest efficiënt wanneer de zuurstofconcentratie relatief hoog is en de pH vrij neutraal. Dit zijn precies de omstandigheden in de longen. In de longen diffundeert zuurstof in het bloedplasma en vervolgens in de rode bloedcellen, waar het zich gemakkelijk hecht aan de ijzeratomen in hemoglobine. De binding van O2 door hemoglobine verwijdert een deel van de O2 uit het plasma, waardoor ruimte ontstaat voor meer O2 om vanuit de longen in het plasma te diffunderen.
Hemoglobine, met vier zuurstofmoleculen eraan vast, genaamd oxyhemoglobine, heeft een karakteristieke helderrode kleur. De binding die hemoglobine vormt met zuurstof moet tijdelijk zijn, zodat de zuurstof kan worden afgegeven aan de cellen die het nodig hebben. In lichaamsweefsels die tijdens hun metabolische activiteiten zuurstof gebruiken, zijn de concentratie opgeloste zuurstof en de pH beiden lager. Onder deze omstandigheden laat hemoglobine gemakkelijk zuurstof los in het lichaamsweefsel, waardoor het beschikbaar komt voor de cellen. Verhoogde lichaamswarmte verhoogt ook de snelheid waarmee hemoglobine zuurstof afgeeft. Hemoglobine dat zijn zuurstof heeft afgegeven wordt desoxyhemoglobine genoemd. Desoxyhemoglobine is karakteristiek donkerpaars, maar omdat veneus bloed dat uit de cellen terugkomt een mengsel van oxyhemoglobine en deoxyhemoglobine bevat, heeft veneus bloed over het algemeen een donkerrode kastanjebruine kleur die tussen rood en paars in zit.
Hemoglobine transporteert ook wat kooldioxide (CO2), een afvalproduct van de celstofwisseling. In weefsels met een hoog kooldioxidegehalte bindt ongeveer 25% van de CO2 zich aan hemoglobine (op andere plaatsen dan O2). In de longen maakt CO2 zich los van hemoglobine en wordt via de ademhaling geëlimineerd. Gastransport en -uitwisseling worden meer in detail behandeld in het hoofdstuk over het ademhalingssysteem.
Oefenvraag: Stel dat een patiënt een ongewoon lage lichaamstemperatuur heeft en zijn bloed pH is ongewoon basisch (met een hogere pH-waarde dan nominaal). Hoe kan dit de zuurstoftoevoer naar de lichaamsweefsels beïnvloeden?
De RBC’s worden gerecycleerd in de lever en in de milt (fagocytose). Uit de afgebroken heemgroep ontstaat bilirubine (geel, daarom is de urine geel). Problemen met de lever: verhoogd bilirubinegehalte wat zorgt voor een gele huidskleur.
Het percentage bloed dat bestaat uit rode bloedcellen wordt hematocriet genoemd (zie figuur 6.2b). Het hematocriet is een relatieve maat voor het zuurstofdragend vermogen van het bloed, en is dus vaak van belang voor de zorgverlener. Het normale hematocrietbereik is 43-49% bij mannen en 37-43% bij vrouwen. Een verwant getal is de hoeveelheid hemoglobine in het bloed, uitgedrukt in grammen per 100 ml bloed (afgekort Hb gm%). Normale waarden voor hemoglobine zijn 14-18 gm% bij mannen en 12-14 gm% bij vrouwen.
Een ongewoon hematocriet (of Hb gm%) kan reden tot bezorgdheid zijn. Een laag hematocriet kan wijzen op bloedarmoede (anemie) of andere aandoeningen waarbij onvoldoende rode bloedcellen worden aangemaakt (zie rubriek 6.4). Een hoog hematocriet kan ook riskant zijn omdat een teveel aan rode bloedcellen het bloed dikker maakt en het risico op bloedstolsels vergroot. In zeldzame gevallen kan een hoog hematocriet wijzen op polycythemie, een aandoening van het beenmerg die wordt gekenmerkt door een overproductie van rode bloedcellen. Polycythemie verhoogt het bloedvolume en de viscositeit van het bloed, wat soms leidt tot hoofdpijn, wazig zien en hoge bloeddruk.
Sommige verschuivingen in hematocriet (en hemoglobine) zijn normaal en tijdelijk. Als u bijvoorbeeld op uw volgende vakantie naar de bergen gaat en daar minstens enkele weken blijft, stijgt uw hematocriet ter compensatie van het lagere zuurstofgehalte in de lucht die u inademt. Dit maakt deel uit van de normale homeostatische regulering van de zuurstofdragende capaciteit van het bloed. Nadat u terugkeert naar uw gebruikelijke hoogte, wordt uw hematocriet weer normaal. Voorbeeld:
Vit B12 tekort kan eerst het hemoglobine verlagen. (bij mensen die vegan dieet volgen)
Uitdroging kan hematocriet verhogen.
Oefenvraag: Is het bloedmonster in figuur 6.2 waarschijnlijker van een vrouw of van een man? Waarom?
Alle bloedcellen en bloedplaatjes ontstaan uit cellen in het rode merg van bepaalde botten. Deze cellen, stamcellen genoemd, delen zich gedurende ons hele leven herhaaldelijk en produceren voortdurend onrijpe bloedcellen.
Stamcellen zijn dus eigenlijk cellen die nog niet gespecialiseerd zijn. Deze onrijpe cellen ontwikkelen zich tot bloedplaatjes en de verschillende soorten rijpe rode en witte bloedcellen die in figuur 6.5 worden beschreven. Zie ook EPO en CSF dat zijn hormonen die de stamcellen dwingen te differentiëren.
Oefenvraag: Een medisch onderzoeker brengt een liter bloedplasma (volbloed minus de gevormde elementen) in bij een patiënt. Wat denk je dat het effect van het infuus zou zijn?
Wat als hij al het bloed van de patiënt zou vervangen door bloedplasma?
Sommige stamcellen ontwikkelen zich tot onrijpe cellen genaamd erytroblasten ("rood" + "onrijp"). Erytroblasten worden gevuld met hemoglobine en ontwikkelen zich
in ongeveer een week tot rijpe RBC's, of erytrocyten. Naarmate ze rijpen, verliezen deze cellen hun kern en organellen, zodat ze zich niet kunnen voortplanten. Alle nieuwe RBC's moeten dus afkomstig zijn van delende stamcellen. Omdat ze geen kern hebben en daarom veel standaard celactiviteiten niet kunnen uitvoeren (zoals de productie van nieuwe eiwitten en fosfolipiden om hun celmembranen te vernieuwen), slijten ze vrij snel. Rode bloedcellen leven slechts ongeveer 120 dagen, maar in die tijd maken ze bijna 3000 retourritten per dag, waarbij ze O2 van de longen naar de weefsels en CO2 van de weefsels terug naar de longen vervoeren. Omdat ze zo kort leven, moeten er gedurende het hele leven rode bloedcellen worden geproduceerd - in een ongelooflijk tempo van meer dan 2 miljoen per seconde - alleen maar om het hematocriet constant te houden.
Oude en beschadigde RBC's worden uit het circulerende bloed verwijderd en in de lever en milt vernietigd door grote cellen die macrofagen worden genoemd. Macrofagen zijn afgeleid van monocyten, de grootste van de witte bloedcellen. Macrofagen omringen de rode bloedcel, slokken hem op en verteren hem. Dit proces wordt fagocytose genoemd. De vier peptideketens van de hemoglobine moleculen worden dan ontleed in hun samenstellende aminozuren, en de aminozuren worden gerecycled om nieuwe eiwitten te maken. De ijzeratomen van de heemgroepen gaan terug naar het rode beenmerg, waar ze opnieuw worden gebruikt voor de aanmaak van nieuwe hemoglobine voor nieuwe rode bloedcellen. De heemgroepen (zonder het ijzer) worden door de lever omgezet in een geelachtig pigment dat bilirubine heet. Als u ooit hebt gezien hoe een blauwe plek langzaam van kleur verandert terwijl hij geneest, van paars naar blauw naar groen naar geel, dan hebt u de chemische afbraak van de heemgroepen tot bilirubine op de plaats van de schade waargenomen.
Onder normale omstandigheden, wanneer hemoglobine in de lever wordt afgebroken, vermengt bilirubine zich met de gal die tijdens de spijsvertering wordt afgescheiden en komt in de darmen terecht. Dit pigment draagt bij aan de karakteristieke kleuren van urine en ontlasting. Wanneer de lever er niet in slaagt bilirubine naar behoren in de gal uit te scheiden of wanneer de galbuis van de lever naar de darmen verstopt is, kan bilirubine zich ophopen in het bloedplasma. Hoge concentraties bilirubine in het bloed doen de huid en de slijmvliezen er gelig uitzien en kunnen het oogwit geel kleuren. Deze aandoening wordt geelzucht (jaundice) genoemd (van jaune, Frans voor "geel").
Geelzucht kan ook worden veroorzaakt door een verhoogde snelheid van RBC-afbraak.
De regulering van de RBC-productie is een negatieve terugkoppeling of feedback die de homeostase in stand houdt (figuur 6.6). Het totale aantal RBC's in het lichaam wordt niet gereguleerd; er zijn geen cellen die het aantal RBC's kunnen tellen. De effectiviteit van de RBC's bij het transport van zuurstof wordt wel geregeld. Bepaalde cellen in de nieren controleren de beschikbaarheid van zuurstof. Als de beschikbaarheid van zuurstof om welke reden dan ook afneemt, zorgen deze cellen ervoor dat de nieren een hormoon afscheiden dat erytropoëtine (epo) heet. Erytropoëtine wordt in het bloed naar het rode beenmerg getransporteerd, waar het stamcellen stimuleert om meer rode bloedcellen te produceren. Wanneer de zuurstofdragende capaciteit van het bloed weer op een geschikt niveau komt, zoals gecontroleerd door de niercellen, verminderen de cellen hun productie van erytropoëtine en wordt de productie van rode bloedcellen weer normaal. Het lichaam handhaaft dus de homeostase van de beschikbaarheid van zuurstof door de productiesnelheid aan te passen van de RBC's die de zuurstof vervoeren.
Sommige mensen met een nierziekte produceren niet genoeg erytropoëtine om hun RBC-productie goed te regelen. Gelukkig is erytropoëtine nu in de handel verkrijgbaar en kan het worden toegediend om de productie van rode
bloedcellen te stimuleren. Sommige atleten hebben erythropoëtine misbruikt door het in te spuiten om hun RBC- productie en dus hun zuurstofdragende capaciteit in het bloed te verhogen, een praktijk die bloeddoping wordt genoemd.
Oefening: Wat kan er in deze feedback-loop gebeuren als het beenmerg ziek is en niet in staat is voldoende rode bloedcellen aan te maken?
Sommige atleten testten zo al positief op darbepoetine, een erytropoëtine-achtig medicijn dat 10 keer krachtiger is dan het natuurlijke hormoon. Bloeddoping kan ernstige gevolgen hebben voor de gezondheid. Een teveel aan rode bloedcellen maakt het bloed stroperiger, waardoor het hart harder moet werken om het bloed door het lichaam te pompen. De uitdroging die volgt op zware inspanning kan het bloed nog meer concentreren, waardoor het risico op bloedstolsels, hoge bloeddruk, hartaanval en beroerte toeneemt.
Ongeveer 1% van het volledige bloed bestaat uit witte bloedcellen (WBC's of leukocyten). Ze zijn groter dan rode bloedcellen en ook diverser van structuur en functie. Ze hebben een kern en celorganellen maar geen hemoglobine. Omdat ze doorzichtig zijn, zijn ze onder de microscoop moeilijk te herkennen, tenzij ze gekleurd zijn. Elke kubieke millimeter bloed bevat er slechts ongeveer 7.000, en er is slechts één WBC voor elke 700 RBC's. Witte bloedcellen spelen een aantal cruciale rollen in de verdediging tegen ziekten en verwondingen.
Net als rode bloedcellen ontstaan witte bloedcellen uit stamcellencellen in het rode beenmerg. Zoals getoond in figuur 6.5, produceren stamcellen onrijpe bloedcellen die zich ontwikkelen tot de verschillende WBC's. Er zijn twee grote categorieën witte bloedcellen:
agranulaire leukocyten (agranulocyten)
Beide typen bevatten granules (eigenlijk blaasjes) in hun cytoplasma die gevuld zijn met eiwitten en enzymen om hun verdedigingswerk te ondersteunen. De granules van de agranulaire leukocyten zijn echter niet zichtbaar wanneer de cellen worden gekleurd om ze te bekijken (a- betekent "zonder").
De meeste WBC's hebben een korte levensduur. Veel granulaire leukocyten sterven binnen enkele uren tot negen dagen, waarschijnlijk als gevolg van verwondingen opgelopen bij het bestrijden van binnendringende micro- organismen. Monocyten kunnen enkele maanden overleven; lymfocyten enkele dagen tot vele jaren. Dode en gewonde WBC's worden voortdurend uit het bloed verwijderd door de lever en de milt.
De circulerende hoeveelheid witte bloedcellen stijgt snel wanneer het lichaam wordt bedreigd door virussen of bacteriën. Bij activering door weefselbeschadiging of microben produceren WBC's factoren die koloniestimulerende factoren (CSF) worden genoemd (omdat zij een specifieke kolonie WBC-voorlopercellen stimuleren). Deze kolonie- stimulerende factoren verhogen de ontwikkelingssnelheid van nieuwe WBC's uit het beenmerg en stimuleren ook het vrijkomen van opgeslagen WBC's uit de milt.
Rode bloedcellen blijven volledig binnen het vaatstelsel, behalve bij weefselbeschadiging, maar sommige witte bloedcellen verlaten het vaatstelsel en circuleren in de weefselvloeistof tussen de cellen, of in de vloeistof in het lymfestelsel. Omdat WBC's van vorm kunnen veranderen, kunnen zij zich tussen de cellen die de capillaire wanden vormen, wringen. Witte bloedcellen, onderdeel van het afweersysteem van het lichaam, worden uitvoeriger besproken in het hoofdstuk over het immuunsysteem.
Tot de granulaire leukocyten behoren neutrofielen, eosinofielen en basofielen. Deze namen zijn gebaseerd op hun kleureigenschappen:
Neutrofielen, het meest voorkomende type granulocyt, maken ongeveer 60% van de WBC's uit. (Hun naam - die "neutraalminnend" betekent - geeft aan dat hun korrels noch een rode, noch een blauwe vlek significant absorberen, ze hebben wel 3 kernen). Circuleren 7-10 uur in het perifere bloed voordat ze naar het weefsel migreren; leven slechts enkele dagen. Neutrofielen zijn de eerste witte bloedcellen die infecties bestrijden. Zij omringen vreemde cellen en slokken deze op door middel van fagocytose (figuur 6.7). Zij richten zich vooral op bacteriën en sommige schimmels, en hun aantal kan dramatisch stijgen bij acute bacteriële infecties zoals blindedarmontsteking of hersenvliesontsteking. Het kan bvb een schimmelcel benaderen met uitsteeksels op het oppervlak zoals op de tekening.
Eosinofielen vormen een relatief klein percentage (2-4%) van de circulerende witte bloedcellen. (Hun naam komt van hun neiging om gemakkelijk vlekken te maken met een
zuurrode vlek genaamd eosine). Eosinofielen hebben twee belangrijke functies. De eerste is de verdediging van het lichaam tegen grote parasieten zoals wormen (onder andere haakwormen, lintwormen, zuigwormen en spoelwormen). Deze parasieten zijn te groot om door fagocytose te worden omgeven en opgeslokt. In plaats daarvan omringen clusters eosinofielen elke parasiet en bombarderen deze met verteringsenzymen. De tweede functie van eosinofielen is het
afgeven van chemische stoffen die de ernst van allergische reacties verminderen. Kan ook de ernst van astma weergeven.
Basofielen, de zeldzaamste witte bloedcellen, maken slechts 0,5% van de leukocyten uit. (De korrels in het cytoplasma van basofielen bevatten histamine, een chemische stof die de ontstekingsreactie (roodheid, jeuk, zwelling) in gang zet. Wanneer lichaamsweefsels gewond raken, scheiden basofielen histamine af, waardoor aangrenzende bloedvaten bloedplasma afgeven in het beschadigde gebied. Het plasma voert voedingsstoffen,
verschillende cellen en chemicaliën aan om het proces van weefselherstel te beginnen. De zwelling, jeuk en roodheid die gepaard gaan met het vrijkomen van histamine door basofielen voelen misschien niet prettig aan, maar ze maken deel uit van de verdediging van het immuunsysteem tegen moleculen die als bedreigend worden ervaren. ->mug!
Boven: lymfocyten
Onder : monocyten
De agranulaire leukocyten omvatten monocyten en lymfocyten.
De grootste WBC's, monocyten, bestaan uit ongeveer 5% van de circulerende witte bloedcellen. Zij kunnen uit de bloedstroom filteren en zich vestigen in lichaamsweefsels, waar zij zich differentiëren tot macrofagen die indringers en dode celresten opslokken door middel van fagocytose. Ze stimuleren ook lymfocyten om het lichaam te verdedigen. Monocyten lijken vooral actief bij chronische infecties zoals tuberculose, en tegen virussen en bepaalde bacteriële parasieten.
Lymfocyten vormen ongeveer 30% van de circulerende witte bloedcellen. Ze komen voor in de bloedbaan, de amandelen, de milt, de lymfeklieren en de thymus. Ze worden ingedeeld in twee typen, B-lymfocyten en T-lymfocyten (of B- cellen en T-cellen). B-lymfocyten (vanuit het beenmerg) geven aanleiding tot plasmacellen die antilichamen produceren, gespecialiseerde eiwitten die zich
verdedigen tegen micro-organismen en andere vreemde indringers. T-lymfocyten (van de thymus) richten zich op specifieke bedreigingen zoals bacteriën, virussen en
kankercellen en vernietigen deze. Beide spelen een cruciale rol in het immuunsysteem van het lichaam.
Oefening: Een vriendin verstuikt haar enkel en die wordt al snel rood, gezwollen en pijnlijk. Welk type witte bloedcel is waarschijnlijk verantwoordelijk voor deze symptomen, en wat is zijn belangrijkste functie?
Minder dan 1% van het bloed bestaat uit bloedplaatjes. Bloedplaatjes zijn afgeleid van megakaryocyten, grote cellen die ontstaan uit stamcellen in het beenmerg (zie figuur 6.5). Megakaryocyten circuleren nooit - ze blijven in het beenmerg. Bloedplaatjes zijn slechts kleine stukjes cytoplasma en celmembraan van de megakaryocyten. Omdat bloedplaatjes geen levende cellen zijn, blijven ze slechts vijf tot negen dagen in omloop.
Wanneer een bloedvat gewond raakt en bloed lekt, nemen bloedplaatjes deel aan het stollingsproces, waardoor de vaat- en weefselschade wordt beperkt. Zodra het bloeden is gestopt, nemen bloedplaatjes ook deel aan het herstelproces door eiwitten af te geven die de groei en het herstel van bloedvaten bevorderen.
6.2 HEMOSTASE: HET STOPPEN VAN BLOEDVERLIES
Een van de belangrijkste eigenschappen van de bloedsomloop is het vermogen om bloedverlies na verwonding te beperken. Hemostase (figuur 6.8), het natuurlijke proces om de bloedstroom of het bloedverlies te stoppen, verloopt in drie fasen: vaatspasme, of intense samentrekking van de bloedvaten in het gebied, vorming van een bloedplaatjesprop, en bloedstolling, ook wel coagulatie genoemd. Zodra het bloedverlies is gestopt, kan het weefselherstel beginnen.
Zoals geïllustreerd in figuur 6.8, 1 wanneer een bloedvat beschadigd is, ondergaan de gladde spieren in de wand ervan spasmen - intense samentrekkingen die de bloedvaten vernauwen. Als de vaten middelgroot tot groot zijn, verminderen de spasmen de onmiddellijke uitstroom van bloed, waardoor de schade wordt geminimaliseerd als voorbereiding op latere stappen in de hemostase. Als de vaten klein zijn, drukken de spasmen de binnenwanden samen
en kunnen ze het bloeden zelfs volledig stoppen. Vasculaire spasmen duren meestal ongeveer een half uur, lang genoeg voor de volgende twee stadia van hemostase.
Normaal gesproken circuleren bloedplaatjes vrij in het bloed. Maar, zoals te zien is in figuur 6.8(2) wanneer de bekleding van een bloedvat breekt, waardoor onderliggende eiwitten in de vaatwand bloot komen te liggen, zwellen de bloedplaatjes op, ontwikkelen ze stekelige uitsteeksels en beginnen ze samen te klonteren. Ze worden ook kleverig en beginnen zich aan de vaatwanden en aan elkaar te hechten. Meer bloedplaatjes komen samen en ondergaan dezelfde veranderingen. Het resultaat is een bloedplaatjesprop die het beschadigde gebied afsluit. Als de breuk vrij klein is, kan een bloedplaatjesprop deze binnen enkele seconden dichten. Dit kan voldoende zijn om het bloeden te stoppen. Als de schade ernstiger is, treedt bloedstolling op.
Vorming van bloedplaatjespluggen:
Adhesie: Bloedplaatjes hechten zich aan de plaats van het letsel
Activering: Bloedplaatjes veranderen van vorm, schakelen receptoren in en scheiden chemische boodschappermoleculen af
Aggregatie: kleven aan elkaar door receptorbruggen.
De derde fase in de hemostase is de vorming van een bloedprop, waarbij het bloed verandert van een vloeistof in een gel. Hierbij vindt een reeks chemische reacties plaats die uiteindelijk een netwerk van eiwitvezels in het bloed doen ontstaan. Ten minste 12 stoffen, bekend als stollingsfactoren, nemen deel aan deze reacties. Wij zullen ons concentreren op drie stollingsfactoren: protrombine activator, trombine en fibrinogeen.
Schade aan bloedvaten stimuleert de vaten en de nabijgelegen bloedplaatjes om protrombineactivator aan te maken. Dit activeert de omzetting van protrombine, een plasma-eiwit, in een enzym dat trombine heet. De reactie vereist de aanwezigheid van calciumionen (Ca2+) bij vele stappen en soms ook vitamine K. Trombine vergemakkelijkt op zijn beurt de omzetting van een oplosbaar plasma-eiwit, fibrinogeen, in lange onoplosbare draden van een eiwit dat fibrine wordt genoemd. De fibrinedraden wikkelen zich rond de bloedplaatjesprop op de plaats van de wond en vormen een in elkaar grijpend net van vezels dat bloedplaatjes, bloedcellen en verschillende moleculen tegen de opening houdt (zie figuur 6.8).
De massa van fibrine, bloedplaatjes en gevangen rode bloedcellen smelt samen tot een eerste stolsel dat de bloedstroom op de plaats van het letsel vermindert (zie figuur 6.9). Deze eerste fibrinestolsel kan zich in minder dan een minuut vormen. Kort daarna beginnen bloedplaatjes in het stolsel samen te trekken, waardoor het stolsel strakker wordt en de vaatwanden samengetrokken worden. Over het algemeen duurt het hele proces van bloedstolselvorming en -trekking minder dan een uur.
Cascade: opeenvolgende stappen van enzymatische activering
Cascade kan door verschillende factoren in gang worden gezet
Als een stap in dit proces wordt geblokkeerd, kan zelfs een kleine snee of blauwe plek levensbedreigend worden. Denk aan hemofilie, een erfelijke aandoening die wordt veroorzaakt door een tekort aan een of meer stollingsfactoren. Mensen met de meest voorkomende vorm van de aandoening, hemofilie A, missen een eiwit dat bekend staat als stollingsfactor VIII. Wanneer een bloedvat wordt doorboord, stolt het bloed langzaam of helemaal niet. Zelfs als de huid niet gebroken is, kunnen ernstige bloeduitstortingen zich verspreiden naar gewrichten en spieren.
Vijftig jaar geleden overleefden de meeste mensen met hemofilie de volwassen leeftijd niet. Tegenwoordig kunnen veel bloedingen onder controle worden gehouden door toediening van een andere stollingsfactor,
factor VIIa. Er was aanvankelijk een tekort aan stollingsfactor VIIa omdat deze uit donorbloed moest worden gezuiverd, maar met genetische manipulatietechnieken is het nu mogelijk factor VIIa in het laboratorium en in grote hoeveelheden te produceren.
Bepaalde medicijnen kunnen ook de hemostase verstoren. Als u zich bijvoorbeeld snijdt nadat u aspirine heeft genomen, kunt u merken dat u meer bloedt dan normaal. Dat komt omdat aspirine het samenklonteren van bloedplaatjes blokkeert en de vorming van een bloedplaatjesprop. Als u van plan bent geopereerd te worden, zal uw arts u waarschijnlijk adviseren geen aspirine te nemen gedurende ten minste 7-10 dagen voor de operatie. Remming van de stollingscascade gebeurt door Warfarine en heparine.
6.3 BLOEDGROEPEN BIJ DE MENS
Bloedtransfusies = het toedienen van bloed rechtstreeks in de bloedbaan van een andere persoon. Al meer dan een eeuw proberen artsen ernstig bloedverlies tegen te gaan door bloed van de ene levende persoon in de andere te transfuseren. Soms waren deze vroege pogingen succesvol. Vaker niet, met ernstige ziekte of zelfs de dood van de ontvanger tot gevolg. Waarom hebben de eerste pogingen tot bloedtransfusie sommige levens wel en andere niet? Tegenwoordig weten we dat het succes van bloedtransfusies grotendeels afhangt van de bloedgroep, voornamelijk gebaseerd op het ABO-bloedgroepsysteem. Als u ooit bloed doneert of ontvangt, wordt u getest om uw bloedgroep te bepalen. Dit is nodig, want als je bloed krijgt van iemand die geen compatibele bloedgroep heeft, kun je een ernstige reactie krijgen.
Om het concept van bloedtypering te begrijpen, moeten we eerst vertrouwd zijn met antigenen en antilichamen. Onze cellen hebben bepaalde oppervlakte-eiwitten die het immuunsysteem kan herkennen en identificeren als "eigen" - met andere woorden, die bij ons horen. Dit zijn een soort wachtwoorden waardoor ons immuunsysteem onze eigen cellen negeert. Vreemde cellen hebben andere oppervlakte-eiwitten, die het immuunsysteem herkent als "niet-zelf".
Een antigeen (anti betekent "tegen," en het Griekse woord gennan betekent "genereren") is een "niet-zelf" celeiwit (polysacharide of proteïne) dat het het immuunsysteem van een organisme stimuleert om het organisme te verdedigen.
Als onderdeel van deze verdediging produceert het immuunsysteem een tegengesteld eiwit, een antilichaam ("tegen" + "lichaam"). Antilichamen worden geproduceerd door lymfocyten en behoren tot de eerder genoemde klasse plasma- eiwitten die gamma-globulinen worden genoemd. Antilichamen zetten de tegenaanval in op antigenen die zij herkennen als "niet-zelf" (figuur 6.10a) waarop agglutinatie volgt. Er zijn vele antilichamen, elk gespecialiseerd om een bepaald antigeen aan te vallen. Deze reactie is vergeleken met een slot en sleutel Alleen een specifieke antilichaamsleutel past op een specifiek antigeenslot Antilichamen zweven vrij in het bloed en de lymfe tot zij een indringer met het passende antigeen tegenkomen. Zij binden zich aan de antigeenmolecule en vormen een antigeen- antilichaamverbinding die de vreemdeling markeert voor vernietiging. De vorming van een antigeen- antilichaamcomplex zorgt er vaak voor dat de vreemde cellen samenklonteren, waardoor ze effectief worden geïnactiveerd (figuur 6.10b).
Net als andere cellen hebben rode bloedcellen eiwitten aan de buitenkant van hun celmembraan die het lichaam in staat stellen hen te identificeren als "zichzelf". De interacties tussen deze antigenen en de ontwikkeling van antilichamen tegen de antigenen van vreemde rode bloedcellen liggen ten grondslag aan de reacties die kunnen optreden na bloedtransfusies.
Rode bloedcellen worden ingedeeld volgens het ABO-bloedgroepensysteem, waarbij bijna alle individuen tot een van de vier types behoren: Bloedgroep A, B, AB of O. Bloedgroep A heeft A-antigenen, bloedgroep B heeft B-antigenen, bloedgroep AB heeft zowel A- als B-antigenen en bloedgroep O heeft geen van beide (zie de O als een "nul"). Bovendien hebben alle mensen circulerende antilichamen (en het vermogen om meer antilichamen te maken) tegen oppervlakteantigenen die verschillen van hun eigen antilichamen; bloed van type A heeft antilichamen van type B, bloed van type B heeft antilichamen van type A, bloed van type O heeft zowel antilichamen van type A als van type B, en bloed van type AB heeft geen van beide antilichamen. De antilichamen verschijnen al vroeg in het leven, ongeacht of iemand ooit een bloedtransfusie heeft ontvangen. Deze antilichamen vallen rode bloedcellen met vreemde antigenen aan, waardoor ze beschadigd raken en samenklonteren. Als de agglutinatie extreem is, kunnen de klonters de bloedvaten blokkeren, wat schade aan organen of zelfs de dood kan veroorzaken. Bovendien kan door beschadigde rode bloedcellen vrijkomende hemoglobine de nieren blokkeren, wat kan leiden tot nierfalen. Alle nadelige effecten van een bloedtransfusie wordt een transfusiereactie genoemd. Als je bloed van type A hebt, mag je enkel een transfusie van bloed van type A of type O, omdat geen van beide het ‘niet eigen’ antigeen type-B hebben. Een transfusie van type B of type AB-bloed heeft, zou uw antilichamen ertoe aanzetten een aanval in te zetten tegen het B- antigeen van de gedoneerde RBC's, waardoor deze agglutineren. Evenzo kunt u, als u bloedgroep B hebt, geen bloed ontvangen met antigenen van bloedgroep A (A of AB). Mensen met bloedgroep AB kunnen over het algemeen transfusies ontvangen, niet alleen van andere AB personen, maar ook van alle drie de andere bloedtypes. Mensen met bloedgroep AB kunnen echter alleen bloed geven aan andere mensen met bloedgroep AB. Personen met bloedgroep O kunnen bloed geven aan personen met bloedgroep A, B of AB, maar zij kunnen alleen bloed ontvangen van personen met bloedgroep O. Merk op dat het de antilichamen van de ontvanger zijn die over het algemeen de transfusiereactie veroorzaken. Hoewel het donorbloed antistoffen kan hebben tegen de RBC's van de ontvanger, veroorzaken zij zelden
transfusiereacties omdat het volume van het gegeven bloed over het algemeen klein is in vergelijking met het volume van het bloed van de ontvanger.
Oefening: Stel dat een man een zeldzame mutatie in zijn bloedcelantigenen heeft, zodat hij slechts één uniek
bloedantigen heeft,
C. Niemand anders ter wereld heeft het type C-antigen en niemand anders heeft antilichamen die daarop reageren. Kan hij veilig bloed geven aan iemand anders? Leg uit.
Een ander antigeen aan het oppervlak van rode bloedcellen, Rh-factor genaamd omdat het voor het eerst werd ontdekt bij resusapen, is ook belangrijk bij bloedtransfusies. Ongeveer 85% van de Amerikanen is Rh-positief, wat betekent dat zij het Rh-antigen op hun rode bloedcellen dragen. Ongeveer 15% is Rh-negatief - zij hebben het Rh- antigeen niet, en bijgevolg reageert hun immuunsysteem op elk vreemd Rh-antigeen door er antilichamen tegen te maken. De Rh-factor is een bijzonder punt van zorg voor Rh-negatieve vrouwen met een kinderwens (figuur 6.12). Als een Rh-negatieve vrouw zwanger wordt van een Rh-positieve man, kan de foetus Rh-positief (want dominant) zijn. Als enkele van de Rh-positieve bloedcellen van de foetus in het bloed van de moeder lekken, begint de moeder anti-Rh- antistoffen te produceren. Deze maternale antilichamen kunnen de placenta passeren en de rode bloedcellen van de foetus aanvallen. Het resultaat kan hemolytische ziekte van de pasgeborene (HDN) zijn, een aandoening die wordt gekenmerkt door een verminderd aantal rode bloedcellen en toxische niveaus van afbraakproducten van hemoglobine bij de pasgeborene. HDN kan leiden tot mentale achterstand of zelfs de dood.
Het risico van HDN is veel hoger voor de tweede en alle volgende Rh-positieve foetussen dan voor de eerste. Dit komt doordat het dagen of zelfs weken duurt voordat antilichamen worden aangemaakt na de eerste blootstelling aan een antigeen. Hoewel tijdens een normale zwangerschap een paar foetale cellen door de placenta kunnen lekken, waardoor er een kleine kans bestaat dat de eerste foetus wordt aangetast, doet de grootste kans op blootstelling van de moeder aan foetaal bloed zich doorgaans voor vlak na de bevalling, wanneer de placenta zich losmaakt van de baarmoeder. De antilichamen die zich ontwikkelen door blootstelling van de moeder tijdens de eerste bevalling komen te laat om de eerste foetus aan te tasten. Maar het maternale immuunsysteem heeft zijn lesje geleerd en staat klaar om het bloed van elke volgende Rh-positieve foetus aan te vallen (zie i sectie 8.7, Immuungeheugen creëert immuniteit).
Om deze reactie te voorkomen, krijgt een Rhesus-negatieve moeder die mogelijk zwanger is van een Rhesus-positief kind, bij 28 weken zwangerschap een injectie met antilichamen tegen Rhesus (RhoGAM), voor het geval dat. Als de pasgeborene Rh-positief is, krijgt de moeder uiterlijk drie dagen na de bevalling een tweede injectie. De geïnjecteerde antilichamen vernietigen snel alle rode bloedcellen van de pasgeborene die tijdens de bevalling in de bloedsomloop van de vrouw zijn terechtgekomen, voordat haar immuunsysteem de tijd heeft om ze op te sporen. De geïnjecteerde antilichamen verdwijnen in korte tijd.
Naast de belangrijke medische toepassingen heeft bloedtypering nog vele andere toepassingen. Omdat bloedgroepen erfelijk zijn, kunnen antropologen vroege bevolkingsmigraties opsporen door overervingspatronen te traceren.
Bloedtypering wordt ook gebruikt in strafrechtelijke onderzoeken om het bloed van slachtoffers en daders te vergelijken en om verdachten te elimineren of te identificeren op basis van overeenkomende antigenen. DNA-tests kunnen worden uitgevoerd op bloedmonsters om het vaderschap vast te stellen.
Oefening: Zal het immuunsysteem van een Rh-positieve vrouw bloedcellen aanvallen van een Rh-negatieve baby aanvallen? Waarom wel of niet?
Bloedtypering omvat het bepalen van uw ABO-type en de aan- of afwezigheid van de Rh-factor. Als uw bloedgroep bijvoorbeeld "B-pos" (B+) is, hebt u bloedgroep B en bent u positief voor de Rh-factor. Als u "O-neg" (O-) hebt, hebt u bloedgroep O en bent u negatief voor de Rh-factor.
ABO-bloedtypering wordt gedaan door plasma met kleine hoeveelheden anti-A en anti-B antilichamen toe te voegen aan verdund bloed, en vervolgens een druppel van het bloed op een glasplaatje te plaatsen. Als het bloed agglutineert, moet het de antigenen bevatten die overeenkomen met de antilichamen (figuur 6.13).
AB+ personen werden ooit universele ontvangers genoemd omdat ze van elk ander bloedtype kunnen ontvangen. Type O- personen werden vroeger universele donoren genoemd omdat hun bloed gewoonlijk aan elk ander type kan worden gegeven. Omdat transfusiereacties echter onverwacht kunnen optreden, worden deze termen nu als achterhaald beschouwd. Waarom treden er soms transfusiereacties op, zelfs wanneer het bloed voldoende is getypeerd voor ABO-bloedgroep en Rh-factor? De reden is dat er meer dan 100 andere minder gebruikelijke bloedantigenen in de menselijke bevolking, naast de zeer gebruikelijke A-, B- en Rh-antigenen. Gelukkig zijn de meeste daarvan vrij zeldzaam. Om ervoor te zorgen dat bloedtransfusies absoluut veilig zijn, doen medische laboratoria echter over het algemeen aan bloedtypering en cross-matching. Bij cross-matching worden kleine monsters donorbloed met ontvangerplasma en ontvangerbloed met donorplasma gemengd en worden beide combinaties onderzocht op
agglutinatie. Als in geen van beide combinaties agglutinatie optreedt, wordt aangenomen dat het bloed goed bij elkaar past.
Afgezien van de kwestie van bloedtypering en cross-matching om te zorgen voor bloedcompatibiliteit, is er ook de kwestie van het oplopen van een overdraagbare ziekte bij het ontvangen van menselijk bloed van een onbekende donor. In dat opzicht is de menselijke bloedvoorziening veiliger dan ooit. Tot 2002 werd gedoneerd bloed getest op HIV- en hepatitis C-virussen door te zoeken naar de aanwezigheid van antilichamen tegen de virussen in het bloed. In zeldzame gevallen werden infecties niet ontdekt, waarschijnlijk omdat er nog geen antilichaamreactie op de aanwezigheid van het virus was opgetreden. Nu hebben zeer gevoelige tests voor specifieke nucleïnezuren in het HIV- en hepatitis C-virus het risico van het oplopen van deze ziekten via een bloedtransfusie vrijwel geëlimineerd.
6.4 BLOEDVERVANGERS
Hoewel het lijkt alsof volbloed altijd de beste keuze is voor een patiënt die bloed nodig heeft, zijn er een aantal redenen waarom dit niet zo is:
Menselijk bloed kan overdraagbare ziekten dragen, hoewel het risico tegenwoordig klein is.
Om transfusiereacties te vermijden moet het bloed getypeerd worden en een kruisproef vormen met de ontvanger. Het juiste bloed is niet altijd voor elke patiënt beschikbaar.
Volbloed is slechts enkele maanden houdbaar en moet gekoeld worden bewaard. Koeling tijdens opslag en vervoer is in sommige landen niet altijd mogelijk.
4) De vraag naar bloed stijgt sneller dan het aanbod.
Om al deze redenen is de ontwikkeling van een goede bloedvervanger al meer dan 70 jaar een gebied van actief onderzoek. Momenteel worden twee soorten bloedvervangers onderzocht. Beide worden beter zuurstofdragende bloedvervangers genoemd omdat zij zich alleen richten op de zuurstofdragende functie van bloed.
Het ene type is gebaseerd op verschillende vormen van gemodificeerd hemoglobine in waterige oplossingen. In het algemeen is het hemoglobine afkomstig van dieren of wordt het via genetische manipulatie in bacteriën geproduceerd,
zodat er nog steeds problemen zijn in verband met de beperkte aanvoer en de mogelijke overdracht van ziekten. Bovendien is hemoglobine-eiwit in waterige oplossing (niet ingesloten in een membraan van rode bloedcellen) giftig voor de nieren. Daarom moet het hemoglobine eerst op een of andere manier worden "verpakt" (ingekapseld, vernet of gepolymeriseerd) voordat het kan worden gebruikt als alternatief voor hele rode bloedcellen.
De andere soort zuurstofdragende bloedvervanger probeert gebruik te maken van de hoge zuurstofdragende capaciteit van perfluorkoolwaterstoffen (PHK's), een groep kleurloze vloeistoffen die alleen koolstof en fluor bevatten PFK's zijn niet oplosbaar in water, dus moeten ze als kleine druppels in water worden toegediend (geëmulgeerd). Elke druppel is ongeveer 1/40e van de grootte van een rode bloedcel, waardoor ze klein genoeg zijn om door de kleinste bloedvaten te reizen. Een waterige oplossing met PFC kan verscheidene malen meer zuurstof vervoeren dan volledig bloed, en omdat PFK's volledig door de mens worden gemaakt en door warmte kunnen worden gesteriliseerd, dragen zij vrijwel geen risico van ziekteoverdracht in zich. Zij kunnen ook in onbeperkte hoeveelheden worden vervaardigd en zonder koeling langdurig worden opgeslagen. Een duidelijk nadeel van de PFK's is echter dat zij binnen twee dagen uit de bloedbaan verdwijnen door uitademing en verdamping via de longen. PFK's worden momenteel alleen gebruikt als tijdelijke vervanging van bloed.
6.5 BLOEDSTOORNISSEN
Bloedaandoeningen omvatten infecties, verschillende soorten kankers en aandoeningen die het vermogen van het bloed aantasten om zuurstof naar de weefsels te transporteren of om goed te stollen bij verwondingen. De gevolgen van bloedaandoeningen zijn vaak wijdverspreid omdat bloed passeert elk orgaan in het lichaam.
Mononucleose is een besmettelijke infectie van lymfocyten in bloed en lymfeweefsel, veroorzaakt door het Epstein- Bar-virus, een verwant van het virus dat herpes veroorzaakt. De meeste gevallen zijn tijdens de adolescentie, het wordt ook wel de kusziekte genoemd omdat het zo wijdverspreid is door fysiek contact. Symptomen van mononucleosis kunnen die van griep nabootsen: koorts, hoofdpijn, keelpijn, vermoeidheid en gezwollen amandelen en lymfeklieren. Een bloedtest onthult verhoogde aantallen monocyten en lymfocyten. De ziekte wordt mononucleosis genoemd omdat veel van de lymfocyten groter worden en op monocyten beginnen te lijken. Er is geen remedie bekend voor mononucleosis, maar bijna alle patiënten herstellen vanzelf binnen vier tot zes weken. Extra rust en goede voeding helpen het lichaam het virus te overwinnen.
Hoewel bloed normaal gesproken goed wordt verdedigd door het immuunsysteem, kunnen bacteriën af en toe het bloed binnendringen, de afweer overweldigen en zich snel vermenigvuldigen in het bloedplasma. De bacteriën kunnen zelf giftig zijn, of ze kunnen giftige chemicaliën afscheiden als bijproducten van hun metabolisme. Een bacteriële infectie van bloed wordt bloedvergiftiging of septicemia genoemd.
Bloedvergiftiging kan ontstaan door geïnfecteerde wonden (vooral diepe prikwonden), ernstige brandwonden, urineweginfecties of grote tandheelkundige ingrepen. Om dit te
helpen voorkomen, was u wonden en brandwonden grondig met water en zeep. Raadpleeg onmiddellijk uw arts wanneer een infectie gepaard gaat met een rode huid, koude rillingen en koorts, snelle hartslag of oppervlakkige ademhaling. Een vroeg teken van sommige bloedvergiftigingen is het plotseling verschijnen van rode strepen op een gezonde huid in de buurt van de plaats van een infectie (figuur 6.14). De rode strepen zijn het gevolg van ontsteking van aderen of lymfevaten in het gebied, wat aangeeft dat de infectie zich verspreidt naar de
systemische circulatie. Hoewel bloedvergiftigingen zeer gevaarlijk (zelfs dodelijk) kunnen zijn als ze niet worden behandeld, kunnen ze in de meeste gevallen effectief worden behandeld met antibiotica.
Bloedarmoede is een algemene term voor vermindering van het zuurstoftransporterend vermogen van bloed. Alle oorzaken van bloedarmoede geven vergelijkbare symptomen: bleke huid, hoofdpijn, vermoeidheid, duizeligheid, moeite met ademhalen en hartkloppingen - het ongemakkelijke gevoel dat iemands hart te snel klopt, het probeert het gebrek aan zuurstoftoevoer te compenseren. De belangrijkste soorten bloedarmoede zijn de volgende:
Bloedarmoede door ijzertekort. Bedenk dat elk hemoglobinemolecuul vier ijzermoleculen bevat. Wanneer het lichaam een tekort aan ijzer heeft, kan hemoglobine niet goed worden gesynthetiseerd. Het resultaat is minder hemoglobinemoleculen per rode bloedcel, en dus een verminderd vermogen om zuurstof te transporteren.
Bloedarmoede door ijzertekort is wereldwijd de meest voorkomende vorm van bloedarmoede. Meestal is dit te wijten aan te weinig ijzer in de voeding, maar het kan ook worden veroorzaakt door een onvermogen van het spijsverteringskanaal om ijzer goed op te nemen. Over het algemeen kan het worden behandeld door pillen in te nemen die ijzer bevatten of door voedsel te eten dat rijk is aan ijzer, zoals groene bladgroenten en vlees.
Hemorragische anemie. Bloedarmoede als gevolg van bloedverlies (bloeding) kan worden veroorzaakt door verwondingen, bloedende zweren, overmatige menstruatie en zelfs bepaalde parasieten. De behandeling omvat het vinden en behandelen van de onderliggende oorzaak van bloedverlies, indien mogelijk, en ervoor zorgen dat men voldoende ijzer in het dieet heeft om de verloren rode bloedcellen aan te vullen.
Pernicieuze anemie. Pernicieuze anemie wordt veroorzaakt door een tekort aan vitamine B12-opname door het spijsverteringskanaal. Vitamine B12 is belangrijk voor de aanmaak van normale rode bloedcellen. Pernicieuze anemie kan worden behandeld met injecties van B12.
Hemolytische anemie. Hemolytische anemie is het gevolg van scheuren (lysis) of vroege vernietiging van rode bloedcellen. Een oorzaak is sikkelcelziekte, een erfelijke aandoening waarbij de rode bloedcellen een abnormale sikkelvorm aannemen als de zuurstofconcentratie laag is. Vanwege hun abnormale vorm raken sikkelvormige rode bloedcellen beschadigd als ze door kleine bloedvaten reizen. Eenmaal beschadigd, worden ze door het lichaam vernietigd. Sikkelcelanemie komt het meest voor bij Afrikanen die in de buurt van de evenaar wonen en bij Afro- Amerikanen. Een andere veel voorkomende oorzaak van hemolytische anemie is de parasiet die malaria veroorzaakt.
Bloedarmoede door nierfalen. Wanneer de nieren falen, produceren ze niet genoeg erytropoëtine om de normale productie van rode bloedcellen te behouden. In dit geval is de bloedarmoede secundair aan het nierfalen en de daarmee gepaard gaande afname van erytropoëtine, niet het primaire probleem. Dit type bloedarmoede kan gemakkelijk worden gecorrigeerd door behandeling met exogeen erytropoëtine, EPO genaamd, dat de productie van rode bloedcellen binnen normale grenzen houdt.
Oefening: Waarom behandelt exogeen erytropoëtine (EPO) effectief bloedarmoede als gevolg van nierfalen, maar is het niet effectief bij de behandeling van de andere vier typen?
Leukemie verwijst naar een van de verschillende soorten bloedkanker. Hun gemeenschappelijke kenmerk is een ongecontroleerde proliferatie van abnormale of onrijpe witte bloedcellen in het botmerg. Overproductie van abnormale WBC's verdringt de productie van normale witte bloedcellen, rode bloedcellen en bloedplaatjes. Enorme aantallen leukemiecellen komen het bloed binnen en circuleren in het bloed, waardoor de normale orgaanfunctie wordt verstoord.
Er zijn twee hoofdcategorieën van leukemie: acuut, die zich snel ontwikkelt; en chronisch, dat zich langzaam ontwikkelt. Aangenomen wordt dat beide hun oorsprong vinden in de mutatie van een witte bloedcel (een verandering in de genetische structuur) die resulteert in een ongecontroleerde celdeling, waarbij miljarden kopieën van de abnormale cel worden geproduceerd. Mogelijke oorzaken van de oorspronkelijke mutatie zijn virale infectie of blootstelling aan straling of schadelijke chemicaliën. Genetische factoren kunnen ook een rol spelen.
Leukemie kan een breed scala aan symptomen veroorzaken. Weefsels kunnen gemakkelijk blauwe plekken krijgen als gevolg van onvoldoende aanmaak van bloedplaatjes. Bloedarmoede kan ontstaan als het bloed onvoldoende rode bloedcellen bevat. Botten kunnen zacht aanvoelen omdat het beenmerg vol zit met onrijpe witte bloedcellen. Sommige mensen ervaren hoofdpijn of vergrote lymfeklieren. Behandeling kan in sommige gevallen leukemie genezen en in andere gevallen het leven verlengen. De behandeling omvat over het algemeen bestralingstherapie en chemotherapie om de snelgroeiende kankercellen te vernietigen. Dit doodt ook de normale stamcellen, dus transplantaties van beenmergweefsel zijn nodig om nieuwe stamcellen te leveren. Navelstrengbloedtransplantaties kunnen een andere optie zijn (zie Huidig Kwestie, moet u het navelstrengbloed van uw baby bewaren?). Net als bij bloedtransfusies, moet al het weefsel worden getest om er zeker van te zijn dat de antigenen van de donor compatibel zijn met die van de patiënt.
Net als leukemie is multipel myeloom een vorm van kanker. In dit geval ondergaan abnormale plasmacellen in het beenmerg ongecontroleerdedeling. Plasmacellen zijn een soort lymfocyten die verantwoordelijk is voor het maken van een specifiek antilichaam. De woekerende plasmacellen produceren te veel van een abnormaal, vaak onvolledig antilichaam, waardoor de productie van andere antilichamen wordt belemmerd en het lichaam kwetsbaar wordt voor infecties. Botten worden zacht als het gezonde beenmerg wordt verdrongen door kwaadaardige plasmacellen. Niveaus van calcium in het bloed stijgen als botweefsel wordt vernietigd. Behandelingen omvatten geneesmiddelen tegen kanker en bestralingstherapie.
Trombocytopenie is een vermindering van het aantal bloedplaatjes in het bloed. Trombocytopenie I kan om verschillende redenen optreden, zoals een virale infectie, bloedarmoede, leukemie, bloedaandoeningen, blootstelling aan röntgenstralen of bestraling en zelfs een reactie op bepaalde medicijnen. Soms dalen de bloedplaatjeswaarden zonder aanwijsbare reden, in welk geval ze vaak na enkele weken weer stijgen.
Symptomen zijn onder meer gemakkelijk blauwe plekken of bloedingen, neusbloedingen in de mond, bloed in de urine en zware menstruaties. Behandeling van de onderliggende oorzaak verbetert over het algemeen de toestand. Als het aanhoudt, helpt chirurgische verwijdering van de milt vaak.
