Brynjar Foss er professor og utdannet biolog med doktorgrad fra hematologisk seksjon ved Universitetet i Bergen. Han har lang undervisningserfaring fra videregående skole og institutt for helsefag ved Universitetet i Stavanger, der han har undervist i de naturvitenskapelige fagene. For tiden arbeider han som Product Manager Educational Solutions hos Laerdal Medical i Stavanger. Foss har også skrevet Kjemi, biokjemi og cellebiologi i samme serie.
Blodet og immunsystemet inngår i Fagbokforlagets «kortlest»-serie i naturvitenskapelige emner for sykepleiestudenter.
Blodet og immunsystemet
Boken dekker faginnholdet for nasjonal deleksamen i anatomi, fysiologi og biokjemi på bachelorutdanningen i sykepleie. Målgruppen er primært sykepleiestudenter. Andre studenter innenfor helsefag og idrettsfag vil også kunne ha stor nytte av boken.
Brynjar Foss
Blodet og immunsystemet er en innføringsbok i to sentrale temaer innenfor anatomi og fysiologi. God kunnskap om blodets funksjon og immunsystemets oppbygning og effekter gir grunnleggende forståelse av hvordan det friske mennesket fungerer, men også av mange vanlige sykdomsårsaker og -behandlinger, som kreft, kreftbehandling.
Brynjar Foss
BLODET OG IMMUNSYSTEMET En innføring
ISBN 978-82-450-2380-0
,!7II2E5-acdiaa!
BLODET OG IMMUNSYSTEMET
_BLODET OG IMMUNSYSTEMET.indb 1
2018-07-12 16:19:16
_BLODET OG IMMUNSYSTEMET.indb 2
2018-07-12 16:19:17
Brynjar Foss
BLODET OG IMMUNSYSTEMET En innføring
_BLODET OG IMMUNSYSTEMET.indb 3
2018-07-12 16:19:17
Copyright © 2018 by Vigmostad & Bjørke AS All Rights Reserved 1. utgave / 1. opplag 2018 ISBN: 978-82-450-2380-0 Grafi sk produksjon: John Grieg, Bergen Omslagsdesign ved forlaget Omslagsfoto: © iStock.com/muzon, iStock.com/Ugreen Illustrasjoner i figurene 1.9–1.12 Shutterstock / extender_01 og Shutterstock / Timonina Andre bøker i serien: Kjemi, biokjemi og cellebiologi Hjertet og sirkulasjonssystemet
Spørsmål om denne boken kan rettes til: Fagbokforlaget Kanalveien 51 5068 Bergen Tlf.: 55 38 88 00 Faks: 55 38 88 01 e-post: fagbokforlaget@fagbokforlaget.no www.fagbokforlaget.no
Materialet er vernet etter åndsverkloven. Uten uttrykkelig samtykke er eksemplarfremstilling bare tillatt når det er hjemlet i lov eller avtale med Kopinor.
00 Forord Innhold.indd 4
2018-07-17 09:21:55
Forord Denne boken beskriver blodets og immunsystemets fysiologi, som hører inn under faget anatomi og fysiologi, og som inngår i utdanningen av sykepleie og andre helsefag. Teksten dekker de faglige kravene og det nivået som er forventet i sykepleieutdanningen slik det fremkommer av nasjonale retningslinjer for læringsutbytte av 2017. En av hovedtankene med boken er å begrense mengden ord og i større grad beskrive de ulike emnene oversiktlig og illustrativt. Forfatteren bruker derfor en rekke illustrasjoner for å hjelpe leseren til å forstå og huske.
Forord
_BLODET OG IMMUNSYSTEMET.indb 5
5
2018-07-12 16:19:17
_BLODET OG IMMUNSYSTEMET.indb 6
2018-07-12 16:19:17
Innhold Blodet .......................................................................................9 Blodets sammensetning............................................................................................ 11 Hematopoesen ............................................................................................................. 36 Hemostasen ................................................................................................................... 42 Blodtypene ..................................................................................................................... 52
Immunsystemet ....................................................................59 Førstelinjeforsvaret ..................................................................................................... 63 Andrelinjeforsvaret ..................................................................................................... 65 Tredjelinjeforsvaret ..................................................................................................... 77 Immunitet ...................................................................................................................... 99
Sentrale oppgaver ...............................................................103 Blodet ............................................................................................................................103 Immunsystemet .........................................................................................................103
Stikkordsregister ................................................................105
Innhold
_BLODET OG IMMUNSYSTEMET.indb 7
7
2018-07-12 16:19:17
_BLODET OG IMMUNSYSTEMET.indb 8
2018-07-12 16:19:17
Blodet Blodet er en del av menneskets kroppsvæsker og utgjør omtrentlig 20 % av den ekstracellulærvæsken, altså den væsken som ligger utenfor cellene. Blodet hos mennesket utgjør videre om lag 7–9 % av kroppsmassen. Hos en person som veier rundt 75 kg, utgjør blodet dermed ca. 6 liter. Blodets farge er vanligvis beskrevet som rød, men rødfargen er svært avhengig av hvor mye oksygen som er bundet i blodet. Mens det oksygenrike blodet som forlater lungene og føres ut i kroppens vev, er relativt friskt rødt, vil blodet som er på vei fra kroppens ulike vev tilbake til lungene, være mørkere fordi en del av oksygenet er avgitt til celler i organer og vev. I en del litteratur blir blodet omtalt som et eget vev, mens andre regner det som en del av bindevevet, det vil si et flytende bindevev. Blodets hovedfunksjoner er: •
Transport. Blodet er et transportmedium for: ◆ Oksygengass (O2) og karbondioksidgass (CO2). ◆ Næringsstoffer, inkludert glukose, aminosyrer og fettstoffer, samt salter, hormoner, antistoffer, koagulasjonsproteiner, plasmaproteiner og en rekke andre proteiner fra opptak, lager eller produksjonssted til der det trengs.
Blodet
_BLODET OG IMMUNSYSTEMET.indb 9
9
2018-07-12 16:19:17
Avfallsstoffer som lages i cellene og skal ut av kroppen, inkludert nitrogenforbindelser som urea og ammoniumioner. ◆ Blodceller som sirkulerer rundt i kroppen for å støtte opp om ulike funksjoner, inkludert immunforsvaret. ◆ Varme som forlyttes fra indre områder i kroppen til huden. Regulering. Blodet deltar direkte eller indirekte i reguleringen av: ◆ Temperatur, ved at blodet lett og raskt kan avgi varme til omgivelsene. Ved behov for temperatursenkning ledes blodet til huden, der varmeenergi fjernes fra kroppen gjennom varmestråling og svette. Ved behov for å holde på varme vil blodårene som leder blod til huden, trekke seg sammen. Dermed reduseres mengden blod som blir transportert til huden, og dermed også tap av varmet. ◆ pH. Blodet inneholder en rekke kjemiske forbindelser, det som kalles buffersystemer, som motvirker endringer av pH. Det er vesentlig å holde pH i kroppen og blodet innenfor bestemte nivåer for at cellene skal fungere normalt. ◆ Væskevolumet i blodbanen. Blodtrykket, som er kraften som driver blodet gjennom blodårene, bestemmes til dels av væskenivået i blodet. Væskenivået i blodet kan endres, og blodet selv kan bidra til å regulere det, dels via det osmotiske trykket, som økes i blodet ved lavt væskenivå (se «osmotiske trykk» nedenfor). Beskyttelse. Blodet inneholder ulike celler og proteiner som bidrar til å beskytte organismen: ◆ Trombocytter og koagulasjonssystem som motvirker blodtap ved skader på blodårer. ◆ Komplementsystemet, som ved aktivering angriper bakterier. ◆
•
•
10
_BLODET OG IMMUNSYSTEMET.indb 10
Blodet og immunsystemet
2018-07-12 16:19:17
◆
Immunceller som angriper invaderende bakterier, parasitter og virus.
Blodets sammensetning Blodet er sammensatt av væske og celler. Selve væsken, med alt dens innhold av proteiner og andre løste stoffer, kalles blodplasma eller bare plasma (figur 1.1). Det resterende er blodceller. Blodplasma utgjør i snitt 55 % av volumet, og blodcellene ca. 45 %.
plasma
væske (55%)
leukocytter og trombocytter
erytrocytter
celler (45%)
Figur 1.1 Blodets sammensetning: Figuren viser en blodprøve, der prøven er sentrifugert. Erytrocyttene samler seg i bunnen av glasset. Over ligger et tynt hvitt lag bestående av trombocytter og leukocyttert. Øverst finner vi blodplama, også bare kalt plasma.
Blodet
_BLODET OG IMMUNSYSTEMET.indb 11
11
2018-07-12 16:19:17
En liten digresjon: Når man er blodgiver, blir det blodet man donerer, tappet over i poser. De sentrifugeres slik at blodplasma blir liggende oppå blodcellene, slik det fremkommer av figur 1.1. Etter tapping plasseres blodposene i en presse som klemmer plasmaet over i en egen pose, samtidig som erytrocyttene klemmes over i sin pose. Erytrocyttene er etter noe hvile klare for overføring til pasient.
Blodplasma Blodplasma består av vann med løste stoffer. Selve vannet utgjør rundt 90 % av volumet. De løste stoffene inkluderer proteiner, elektrolytter, glukose, aminosyrer og fettstoffer. Dersom man måler basert på vekt, er det proteinene som utgjør det aller meste av disse løste stoffene. Det dominerende proteinet i blodplasma er albumin. I tillegg fins en rekke andre proteiner, inkludert hormoner, antistoffer, koagulasjonsproteiner, lipoproteiner og en rekke enzymer. Både antistoffer og koagulasjonsproteiner omtales mer detaljert senere. Antistoffer er proteiner som kan binde seg til fremmedlegemer i kroppen, slik som bakterier og virus, og disse proteinene tilhører således immunsystemets fysiologi. Koagulasjonsproteinene er proteiner som sørger for at blodet klumper seg og danner et koagel – en plugg eller et «biologisk plaster» – i en skadet blodåre. Elektrolytter som fins i blodet, også omtalt som ioner, er i hovedsak natriumioner (Na+), kaliumioner (K+), kalsiumioner (Ca2+) og klorioner (Cl-). Alle elektrolyttene er viktige for opprettholdelse av normal væskebalanse, dannelse av osmotiske trykk i blodbanen (se under) samt for funksjonen til muskulatur og nervesystemet. Nivået av elektrolyttene er derfor nøye regulert. Blodserum Blodserum, ofte bare omtalt som serum, er det samme som blodplasma bortsett fra at koagulasjonsproteinene ikke er medregnet.
12
_BLODET OG IMMUNSYSTEMET.indb 12
Blodet og immunsystemet
2018-07-12 16:19:18
Dersom man har et koagel, altså blod som har koagulert, vil det kunne dannes en væske ved eller rundt dette koagelet, på huden for eksempel. Denne væsken er serum. Fettstoffer og lipoproteiner Som beskrevet over, utgjør majoriteten av blodplasma vann. Likevel inneholder blodplasma en rekke fettstoffer, som triglyserider og kolesterol, og de fettløselige vitaminene A, D, E og K. Fettstoffer lar seg som kjent ikke løse i vann, og de må derfor pakkes inn på en slik måte at de kan transporteres i blodet. Det er det lipoproteinene gjør. Lipoproteiner er proteiner som pakker inn og transporterer fettstoffer i blodet, slik at de kan transporteres dit det er behov for dem. Lipoproteinene er kuleformede partikler med en overflate som består av proteiner, kolesterol og fosfolipider, og en indre kjerne av triglyserider. Det fins fire hovedtyper eller varianter av lipoproteiner, basert på deres innhold av fett og proteiner. Ettersom fettstoffer har lav massetetthet, det vil si masse per volum, og proteiner har høy massetetthet, omtales lipoproteiner etter deres massetetthet. De ulike hovedtypene og deres karakteristika er: 1. Kylomikroner: Dette er de fettpartiklene som dannes i epitel-
cellene i tarmen der fettopptaket foregår, og som transporteres via lymfen til blodet. Det er med andre ord fett fra kosten kylomikronene transporterer. Dette fettet transporteres i stor grad fra tarmen til fettvev. 2. VLDL (very low density lipoproteins): Disse partiklene dannes i leveren og inneholder fettstoffer som er laget av cellene, og de transporteres til fettvev. 3. LDL (low density lipoproteins): Når VLDL avgir fettstoffer til fettvev, omdannes de til LDL. LDL frakter over 75 % av kolesterolet i blodet og leverer dette til kroppenes celler.
Blodet
_BLODET OG IMMUNSYSTEMET.indb 13
13
2018-07-12 16:19:18
4. HDL (high density lipoproteins): Disse fjerner overskudd av
kolesterol fra celler og transporterer det til leveren for nedbrytning. En liten digresjon: Fra et helseperspektiv regnes et høyt nivå av kolesterol som uhensiktsmessig. Dermed regnes et lavt nivå av LDL og høyt nivå av HDL som det foretrukne. Det skyldes at mens LDL avgir kolesterol og fett til celler, og dermed øker sjansen for hjerte- og karsykdommer, vil HDL fjerne dette kolesterolet. Kolesterol i LDL omtales som dårlig kolesterol, mens kolesterolet i HDL omtales som godt kolesterol.
Osmotisk trykk Et av de viktigste proteinene i blodplasma er albumin. Dette proteinet utgjør alene omtrent 60 % av proteinene i plasmaet. Det har flere ulike funksjoner. Blant annet kan det binde andre stoffer i blodplasma og transportere disse rundt i kroppen. I tillegg har albumin den viktige rollen å opprettholde osmotisk trykk i blodet. Med osmotisk trykk menes det trykket eller de kreftene som trekker eller holder på væsken i et rom. Dette kan forklares med et fysiologisk eksempel. Det minste blodårene i kroppen, kapillarene, er permeable. Det vil si at de er gjennomtrengelige, slik at relativt små molekyler, som vann, kan passere ut av blodårene. Men store proteiner, som albumin, vil ikke kunne passere ut. Når vann presses ut av kapillarene på grunn av blodtrykket, vil dermed konsentrasjonen av løste stoffer i blodet, hovedsakelig proteiner, øke. Når denne konsentrasjonen øker, vil den trekke til seg vann, og altså redusere «tapet» av plasma fra blodet i kapillarene. Av dette forstår vi at en pasient som har relativt lavt nivå av albumin, vil kunne «tape» mer plasma ut av blodet enn det som er fysiologisk normalt. Konsekvensen er at det danner seg væske utenfor blodbanen, det som kalles ødemer. Ettersom albumin lages i leveren, ser man gjerne slike tilstander ved leversykdommer.
14
_BLODET OG IMMUNSYSTEMET.indb 14
Blodet og immunsystemet
2018-07-12 16:19:18
Blodceller Blodcellene utgjør som nevnt ca. 45 % av blodets volum (figur 1.1). Denne prosentverdien kalles hematokrit. Dette vil si at hematokrit angir den delen av blodet som består av celler. Hematokrit uttrykkes som et desimaltall, der hematokrit på 0,45 tilsvarer 45 %. Høyere hematokrit enn dette tyder på at blodet inneholder prosentvis mer celler enn fysiologisk normalt. Det antyder at blodet er noe tykkere og seigere enn normalt, og det vil dermed være tyngre for hjertet å pumpe. Dette vil kunne inntreffe hvis man er ekstremt dehydrert, uten at det i seg selv innebærer stor risiko eller belastning på hjertet. Ettersom det er erytrocyttene (de røde blodcellene) som totalt dominerer med hensyn til antall celler per volum blod, angir i praksis hematokrit volumet av erytrocytter i blodet. I blodbanen sirkulerer det ti ulike typer blodceller (figur 1.2), tilhørende tre hovedkategorier: • • •
Erytrocytter (røde blodceller) Trombocytter (blodplater) Leukocytter (hvite blodceller)
Det fins minst åtte undergrupper av leukocytter: 1. Monocytter 2. Nøytrofile granulocytter 3. Eosinofile granulocytter 4. Basofile granulocytter 5. B-lymfocytter 6. T-lymfocytter 7. NK-celler (natural killer cells) 8. Dendrittiske celler
Blodet
_BLODET OG IMMUNSYSTEMET.indb 15
15
2018-07-12 16:19:18
stamcelle
lymfoid stamcelle
myeloid stamcelle
myeloblast
megakaryocytt
T-lymfo- B-lymfo- monocytt basofil eosinofil nøytrofil erytrocytt trombocytt cytt cytt granulocytt granulocytt granulocytt
Figur 1.2 Det hematopoetiske system (hematopoesen): Figuren viser en oversikt over det hematopoetiske system. Dette forteller hvilke celler som er opphav til hvem av de modne blodcellene, og hvordan de ulike cellene «slekter» på hverandre med hensyn til felles opphav.
Listen over, og figur 1.2, sier noe om utviklingen av de ulike typene blodceller, men virkeligheten er noe mer sammensatt. For det første fins det flere undergrupper av både B- og T-lymfocytter.
16
_BLODET OG IMMUNSYSTEMET.indb 16
Blodet og immunsystemet
2018-07-12 16:19:18
Brynjar Foss er professor og utdannet biolog med doktorgrad fra hematologisk seksjon ved Universitetet i Bergen. Han har lang undervisningserfaring fra videregående skole og institutt for helsefag ved Universitetet i Stavanger, der han har undervist i de naturvitenskapelige fagene. For tiden arbeider han som Product Manager Educational Solutions hos Laerdal Medical i Stavanger. Foss har også skrevet Kjemi, biokjemi og cellebiologi i samme serie.
Blodet og immunsystemet inngår i Fagbokforlagets «kortlest»-serie i naturvitenskapelige emner for sykepleiestudenter.
Blodet og immunsystemet
Boken dekker faginnholdet for nasjonal deleksamen i anatomi, fysiologi og biokjemi på bachelorutdanningen i sykepleie. Målgruppen er primært sykepleiestudenter. Andre studenter innenfor helsefag og idrettsfag vil også kunne ha stor nytte av boken.
Brynjar Foss
Blodet og immunsystemet er en innføringsbok i to sentrale temaer innenfor anatomi og fysiologi. God kunnskap om blodets funksjon og immunsystemets oppbygning og effekter gir grunnleggende forståelse av hvordan det friske mennesket fungerer, men også av mange vanlige sykdomsårsaker og -behandlinger, som kreft, kreftbehandling.
Brynjar Foss
BLODET OG IMMUNSYSTEMET En innføring
ISBN 978-82-450-2380-0
,!7II2E5-acdiaa!