/

ÉLETTAN-KÓRÉLETTAN

SZERKESZTETTE

DR. ORMAI SÁNDOR

EGÉSZSÉGÜGYI FŐISKOLAI TANKÖNYV

Második, változatlan kiadás

SEMMELWEIS KIADÓ BUDAPEST, 1996

Tartalom

Az olvasókhoz 13

Szemelvények az élettan-kórélettan történetéből 15

1. Az emberi test funkcionális szerveződése (Dr. Polgár Veronika) 18 A sejtek működésének élettani alapjai 18

A protoplazma kémiai szerveződése 19 A protoplazma biológiai szerveződése 21 A sejthártya szerkezete és működése 22 A sejtek külső és belső környezete 23

A vízterek közötti folyadéktranszport 24 Transzportfolyamatok a membránokon keresztül 25

Fizikai-kémiai tényezők a transzportfolyamatokban 26 Aktív transzportfolyamatok 27 Membránbefűződéssel járó anyagtranszport 28 Szekréciós folyamatok 29

A sejtműködés szabályozórendszerei 29 A génszintű szabályozás alapjai 30 Hormonális szabályozás 31 Enzimatikus szabályozás 33 Neuroendokrin szabályozás 33 Szintézisek a sejtben 33

A sejtek reprodukciója 38 A sejtek differenciálódása 40

Sejtcsoportok, szövetek kialakulása és működése 42 Hámszövet 43 Kötőszövetek 47 Tá ma sztószö vetek 48 Izomszövetek 50 Idegszövet 52

2. Az izomműködés élettana és kórélettana (Dr. Markel Éva) 55 Nyugalmi és akciós potenciál 55 Izomműködés sajátságai 58

A harántcsíkolt vázizom általános működési sajátosságai 58 Neuromuszkuláris ingerületátvitel 60 Az izomválasz 61

Mechanikai jelenségek 61 Elektromos jelenségek 62 Az izomműködés energiaszükséglete és forrásai 63 Az izommunka hőtermelése 64 Az izomfáradás 65

A vázizomműködés zavarai 65 A simaizmok működése 66

Tartalom 6

3. A vér (Csík Zsuzsa) 68 A vér alkotóelemei 68

Vörösvérsejtek 68 A vörösvérsejtek képzése (erythropoesis) 68 A vörösvérsejtek (erythrocyták) tulajdonságai, funkciója 70 A vörösvérsejtek felépítéséhez szükséges anyagok 72 A szervezet vasforgalma 73 A vörösvérsejtek és a hemoglobin lebontása 74 A vörösvérsejt-képzés zavarai 74

A fehérvérsejtek (leukocyták) 78 Granulocyták 78 Monocyták 81 Lymphocyták (nyiroksejtek) 82 A fehérvérsejtképzés zavarai 82 Leukaemiák 83

A vérplazma 84 Plazmafehérjék 85 A plazmafehérje-szintézis elégtelensége 87

A szervezet védekező rendszerei 88 Gyulladás 88

Szövetkárosodás 88 Érreakciók 90 Helyreállítás (reparatio vagy proliferatio) 91 A gyulladásos folyamat kísérő tünetei 91 A gyulladások típusai 92

Az immunvédekezés 93 Az immunvédekezés fejlődése (filogenezise) 93 Az immunrendszer egyedfejlődése (ontogenezise) 94 Antigének 97 Ellenanyagok 98 Immunreakciók 100

Vércsoportok 101 Az ABO-vércsoportrendszer 102 Rh-(D-) vércsoportrendszer 102 HLA-rendszer 103

Az immunvédekezés zavarai 104 Allergia (hiperszenzitivitási reakció) 104 Immunhiányos állapotok 105 Autoimmun betegségek 105

A véralvadás (haemostasis) 106 A haemostasis celluláris tényezői: a thrombocyták 107 Vascularis tényezők szerepe 107 Humorális tényezők szerepe 107 A véralvadás mechanizmusa 108 A véralvadás gátlása 110 A véralvadás zavarai 111

4. A szív normális és kóros működése (Dr. Ling László) 113 A szív ingerképző és ingervezető rendszere 114 Elektrokardiográfia 116

A szív elektromos és mechanikus működésének kapcsolata 118 A szívizom kontrakciója 118

A szívciklus 119 A szív vizsgálata 120

Normális szívhangok 120 Echokardiográfia 121 A szív röntgenvizsgálata 121

A szív pumpaműködése 123

5. A nedvkeringés (Dr. Ling László) 137 A vér és a nyirok keringése 137

A vér fizikai tulajdonságai 137 A véráramlás törvényszerűségei 138 A véráramlás szabályozása 140 Vérnyomás 140

A vérnyomás mérése 142 A vérnyomást szabályozó mechanizmusok 142

A vér keringése a kapillárisokban 143 Anyagtranszport a kapillárisokban 144

A szövet közti folyadék és a nyirokkeringés 145 A liquor 145 Magzati vérkeringés 146

A vér-és nyirokkeringés zavarai 148 A vérkeringés zavarai 148 Az erek betegségei 149 A vérnyomás zavarai 150

Hypertensio (magas vérnyomás) 150 Hypotensio (alacsony vérnyomás) 151

A vénás keringés zavarai 151 Shock-szindróma 152

A shockállapot főbb patofiziológiai történései 153 A nyirokkeringés zavarai 154

6. A légzés (Dr. Ormai Sándor) 156 A légzőszervek működése 156

Az alveolaris ventiláció 157 A légutak szerepe 159 A légzés által végzett „munka" 160 Az „első légvétel" 161 Légnyomásértékek alakulása a tüdő belsejében és

a mellhártya lemezei között a légzés folyamán 161 A légzésfunkciók vizsgálata 161 A légzéssel összefüggő egyéb jelenségek, funkciók 164

Az alveolaris gázcsere 165 A vér oxigén-és szén-dioxid-szállítása 167

Az oxigén szállítása 167

7 Tartalom

A perctérfogatot befolyásoló tényezők 123 A szív alkalmazkodóképessége 123

A szív beidegzése 124 A paraszimpatikus idegrendszer hatása 124 A szimpatikus idegrendszer hatása 125

A szívizom oxigén-és energiaszükséglete 126 A szívbetegségei 128

A szívműködés zavarai . 128 Ingerképzési zavarok 128 Ingerületvezetési zavarok 130

A szívburok (pericardium) betegségei 131 A szívizom betegségei 131

Szívizomgyulladás (myocarditis) 131 Cardiomyopathiák 132 A szívizom vérellátási zavarai 132

Szívbillentyű-elváltozások, szívhibák (vitiumok) 133 Veleszületett rendellenességek . 133

A szívműködés elégtelensége 134 Cardialis insufficientia 134 Cardialisdecompensatio 134

Tartalom 8

A szén-dioxid szállítása 168 A légzésszabályozása 170

Idegi szabályozás 170 A légzőközpont kapcsolatai 171 Humorális szabályozás 171 Munkavégzés hatása a légzőfunkciókra 173

A légzés kórtana _. 173 A légzésfunkciók zavarai 173

Ventilációs zavarok 174 Diffúziós zavarok 177 Alveolaris keringési zavarok 177

A belső légzés funkciója és zavarai 178 Szöveti hypoxia 178

Légzés a perinatalis (megszületés körüli) időszakban 180 A légzésszabályozás zavarai 180 A mesterséges lélegeztetés eszközei 181 A nehézlégzés (dyspnoe) 182

/. Az emésztőrendszer normális és kóros működése (Dr. Ormai Sándor) 184 A táplálék útja, az emésztés szakaszai 184

Étvágy 184 A táplálék előkészítése 186 A nyelés 186 A gyomor működése 187 A duodenum szakasza 189

A máj működése 190 Az enterohormonok, a duodenum működése 190 A hasnyálmirigy (pancreas) exokrin működése 192

A vékonybél működése 192 A fehérjék emésztése és felszívódása 192 A zsírok emésztése és felszívódása 194 A szénhidrátok emésztése és felszívódása 194

A vastagbél működése 196 A rectum 197

Tápanyagellátás a méhen belüli élet során 197 A tápanyagok sorsa a szervezetben 198

Intermedier (közti) anyagcsere 198 A fehérje-anyagcsere 198 A zsíranyagcsere 201 A szénhidrát-anyagcsere 202 A vérplazma glükózszintjének szabályozása 205

Az emésztőrendszer működészavarai 206 A táplálékfelvétel zavarai 207 A harapás és a rágás zavarai 207 A nyálelválasztás zavarai 208 A nyelés zavarai 208 A gyomor működészavarai 209

Szekréciós zavarok 209 A gyomormozgás zavarai 209 Pylorusspasmus 210 Gastritis 210 A fekélybetegség (ulcus ventriculi) 210 A gyomor daganatai 211 A pylorus betegségei 211

A duodenum betegségei 212 A máj működészavarai . . 212 A hasnyálmirigy betegségei . . 213 A vékonybél működészavarai 214

9 Tartalom

A vastagbél működészavarai 215 A bélrendszer általános működészavarai 215 Funkcionális bélműködési zavarok 216

A szervezet energiaforgalma és hőtermelése 216 Energia-és tápanyagszükséglet 216

Az energiaszükséglet 217 Fehérjeszükséglet 218 Zsírszükséglet 218 Szénhidrátszükséglet 219

Vitaminszükséglet 219 Vízben oldódó vitaminok 220 Zsírban oldódó vitaminok 221

Ásványianyag-szükséglet 222 Energiamérleg 222 Anyagcserezavarok 223

En'zimopathiák 223 Egyéb (nem kifejezetten enzimopathián alapuló) anyagcserezavarok . . . . 224 Congenitalis adrenogenitalis szindróma 224

A szervezet hőszabályozása 225

8. A kiválasztás (Dr. Ormai Sándor) 227 A vesék felépítése és működése 227

A nephron szerkezete 229 A nephron működése 230

A glomerularis fiitráció 231 Plazmaclearence 232 A tubularis működés 232

A vesék koncentráló- és hígítóképessége 234 A vesék vértérfogat- és extracelluláris térfogat szabályozó funkciója 235 A vesék sav-bázis egyensúlyt szabályozó működése 237

A pufferrendszerek működése 238 A légzőközpont szerepe 240 A vesék szerepe az izohidria fenntartásában 240 Az izohidria felbomlásának okai 242 Az acidosis és alkalosis hatása a szervezet működésére 243

A vesék endokrin működése 243 A renin-angiotenzin rendszer 243 Az eritropoetin termelése 244 A prosztaglandin E2 termelése 244 A kallikrein képződése 244

A vizelethajtók és működésük 244 A glomerularis fiitrációt fokozó diuretikumok 245 A tubulusok ozmotikus nyomását fokozó diuretikumok 245 Az ADH-szekréció gátlása útján ható diuretikumok 245

A veseműködés vizsgálómódszerei 246 A vizeletelvezető rendszer működése 246 A vesék és a vizeletelvezető rendszer betegségei 248

Fejlődési rendellenességek 248 A veseműködés zavarai 250

A glomerularis fíltráció zavarai 250 A tubularis működés zavarai 251

A veseelégtelenség (uraemia) 252 Akut veseelégtelenség 252 Krónikus veseelégtelenség 253 A veseelégtelenség kezelési lehetőségei 254 A veseátültetés lehetőségei és korlátai 255

A vizeleti szervek köves megbetegedése 256 Hydronephrosis (zsákvese) kialakulása 257 A vizeletelvezető rendszer betegségei 258

Tartalom 10

A vizeletürítés zavarai 258 A terhességi toxaemia 259

9. Az idegrendszer működése (Dr. Ormai Sándor) 260 Az idegrendszer szerkezete, felépítése, működése 261

A neurocyta 261 A gliasejtek 262 Inger, ingerület 262

Ionáramlások szerepe 263 Az ingerület áttevődése (szinapszis) 264

Ingerületátvívő anyagok 266 Az ideg-izom kapcsolat 266

Harántcsíkolt izom beidegzése 267 A simaizmok és a szív beidegzése 267

Az érzőreceptorok szerkezete és működése 267 A receptorokban végbemenő folyamatok 268

A központi idegrendszeri funkciók hierarchiája 270 A gerincagy működése 270

A reflexek 271 Az agytörzs működése 272 A kisagy működése 274 A thalamus működése 274 Az agykéreg szerkezete és működése 275

Az érzőközpont 276 A mozgatóközpont 277 Az érzékszervi központok 278

A vegetatív idegrendszer működése 279 A zsigeri funkciók (vegetatív) szabályozása 280 A nyúltvelői (vegetatív) szabályozás 281 A hypothalamus (vegetatív) működése 281 A táplálkozási magatartás szabályozása 282 A vízfelvételt szabályozó működés 283 A testhőmérséklet befolyásolása 283

Az érzékelés mechanizmusa 283 Az elemi érzetek kialakulása 283

A tapintás 283 A nyomás és a hő érzékelése 284 A fájdalom érzékelése 284

Az ízérző receptor működése 286 A szagérző receptor működése 286 A látás 287

A látószerv anatómiája 288 A szem járulékos részei 291 A szem mint optikai rendszer 292 Az éleslátás zavarai 292 A szem mint fotoreceptor 293 A látópálya 293 A színlátás 294 A szem adaptációs képessége 294 A kétszemes (binokuláris) látás 295 A szem betegségei 295

A hallás és egyensúlyozás 296 A hallószerv anatómiája 296 Az egyensúlyozó szerv anatómiája 297 A hallás élettana 297 A hallás vizsgálata (audiometria) 299 A halláskészség és a beszéd kapcsolata 299 Az egyensúlyozó (vestibularis) rendszer vizsgálata 300 A hallás zavarai 300

Az érzőrendszer működészavarai 301

11 Tartalom

A fájdalom 301 A mozgatórendszer működészavarai 302

Izomgyengeség 303 Izombénulás 303 Extrapiramidális mozgászavarok 304

Az agykéreg elektromos jelenségei 305 Az alvás élettana 306 Az alvás zavarai (insomnia) 307 Az ébrenlét zavarai (hypersomnia) 308

A tudat 308 A tudat zavarai 309

Érzelmi (emocionális) folyamatok 310 Késztetés (motiváció) 310 A késztetés zavarai 311 A szorongás 311 Az agresszió 312 A gátlásos állapot 312

Az információfeldolgozás 313 A tanulás 313 Az emlékezés 314

Az emlékezés zavarai (amnesiák) 314 A második jelzőrendszer működése 315

A verbális kommunikáció zavarai 315 Gondolkodás, képzelet, fantázia 316

10. Az endokrin rendszer működése (Dr. Sólyom János) 317 A hormonokról általában 317

A hormonok hatásmechanizmusa 318 A hypothalamus mint központi endokrin szerv 319 A hypophysis hormonjai 320

A hypophysis hátsó lebeny (neurohypophysis) hormonjai 320 A hypophysis elülső lebeny (adenohypophysis) hormonjai 322 Növekedési hormon 323

Pajzsmirigyhormonok 324 A pajzsmirigyműködés zavarai 325

A kalciumháztartást szabályozó hormonok 326 A szervezet kalciumkészletének szabályozása 327

Mellékvesekéreg-hormonok 328 Mineralokortikoid-csoport 329 Glükokortikoid-csoport 329 A mellékvesekéreg-működés zavarai 331

A mellékvesevelő hormonjai 332 A nemi differenciálódás és a nemi működés 332

A nemi differenciálódás lépcsői 333 A hím nemi működés 337

A hímivarsejtek és a sperma képződése 337 A hím nemi hormonok képződése és hatása 339

A női nemi működés 340 Az ovulációs-menstruációs ciklus, peteérés és a női nemi hormonok . . . . 340 A terhesség 342 A magzat fejlődése 345 A szülés 345 Tejelválasztás, szoptatás 346 Menopauza, női klimaktérium 347

Ajánlott irodalom 348

Tárgymutató 349

1. Az emberi test funkcionális szerveződése

Dr. Polgár Veronika

Az emberi testet alkotó sejtek zavartalan működésének feltétele az életfolyama­tok összehangolása és koordinálása. Az összehangoltság alapja egy-egy funkció elvégzésére kialakult biológiai szerveződés (organizáció) és a szerveződésben részt­vevő egységek működésének szabályozása (reguláció). Az emberi szervezeten belül működő szerveződési szintek az egyszerűbbtől a bonyolultabb felé haladva a következők: sejtek, szövetek, szervek, szervrendszerek és végül maga az egész szervezet.

A sejtek az élő szervezet legkisebb alaki és működési egységei. Tevékenysé­gük az életműködések alapja.

Az azonos típusú és működésű sejtek szövetekké szerveződtek. A különböző szövetek funkcionális társulását szerveknek nevezzük. A szer­

vek életfolyamatai több szerv különböző feladatmegosztásán alapuló, magas szin­ten szervezett sejt-szövet-szervcsoportokban játszódnak le. Ezek a csoportok az ún. szervrendszerek.

A különböző szervrendszerek összességét szervezetnek nevezzük. Az egyes szerveződésű szintek egymásra épülnek, követve az élő anyag szerveződésének főbb filogenetikai (törzsfejlődési) állomásait. Az egymásra épültség az életműkö­dések szabályozására is vonatkozik. így beszélhetünk molekuláris, sejtszintű, szö­vetszintű, szervszintű és a szervrendszerek szintjén történő szabályozásról, me­lyek együttműködve a szervezet egészének szabályozottságát eredményezik.

A következőkben tekintsük át az egyes szerveződési szintek főbb jellemzőit olyan szempontok alapján, amelyek ismerete elengedhetetlenül szükséges a szer­vezetben lejátszódó élettani és kórélettani folyamatok megértéséhez.

A sejtek működésének élettani alapjai

A sejtek a többsejtű élőlények legkisebb alaki és működési egységei. (Átlagos méretük 10-30 mikrométer, térfogatuk 200-1500 köbmikrométer közötti.) Alapál­lományuk a protoplazma (a sejtmag és a citoplazma együttes állománya), amely rendelkezik mindazokkal a tulajdonságokkal, amelyek lehetővé teszik, hogy a sejt a környezetétől elhatárolódva képes legyen az életjelenségek önálló lebonyolításá­ra, önmaga fenntartására és reprodukálására. Ezekhez a folyamatokhoz különféle vezérlő, programozó, szabályozó, végrehajtó és energiát szolgáltató rendszerek is

19 A sejtek működésének élettani alapjai

szükségesek. Ezek működése eredményezi, hogy a sejt egy önszabályozó, valami­lyen „sejtmunka" végzésére képes, a környezetével folyamatos anyag- és energia­cserét lebonyolító nyílt rendszer lehet. Ilyen módon az is lehetővé válik, hogy a sejtek a környezetükbe integrálódva magasabb szintű szerveződési formákat ala­kíthassanak ki.

Mindezeket a protoplazma kémiai és biológiai szerveződése biztosítja.

A protoplazma kémiai szerveződése A protoplazmát alkotó szervetlen és szerves molekulacsoportok néhány élettani

vonatkozását az alábbiakban ismertetjük.

Víz: fizikai és kémiai sajátosságaiból eredően legfőbb szerepe a kolloidok hidratációjának biztosítása, így az élet fenntartása. Jó oldószer, jó hővezető képes­sége és nagy hőkapacitása miatt a hőszabályozás egyik igen fontos tényezője.

Ionok és szervetlen sók: a szervezet sav-bázis egyensúlyát a kationok és anionok megfelelő eloszlása biztosítja. A sejten belüli és kívüli térben az ionok eloszlása alakítja ki a sejtek megfelelő ozmotikus nyomását. Egyes ionoknak sze­repük van a sejtek ingerlékenységének és ingerületvezetésének kialakításában (Ca +, K+, Na+, H+, Cl" stb.) és egyebek között a véralvadásban is (Ca + ). A fémionok részben, mint enzimalkotó részek, másfelől, mint szerkezeti elemek jelentősek (pl. Fe a hemoglobinban). A jód a tiroxinképzéshez, a kén a fehérjék szerkezetének stabilizálásához, a foszfor a sejtek energetikai folyamataiban nélkü­lözhetetlenek. A szervetlen sók közül a kalcium- és magnéziumsók a csontképzés­ben jelentősek. A NaCl-nak pedig egyebek mellett a gyomor sósavképzésében van jelentős szerepe.

Szénhidrátok: az egyszerű szénhidrátok (ribóz, dezoxiribóz) a nukleotidok alkotórészei. Az összetett szénhidrátok (glükóz) képezik a szervezet legfőbb ener­giaforrását (glikogén), vércsoportanyagok alkotórészeit (glikoproteidek) és szere­pük van a véralvadásban is (heparin). A savanyú mukopoliszacharidok a kötő- és támasztószövet sejtközötti állományának fontos komponensei.

Fehérjék: a szervezet legfontosabb vázanyagait képezik (kollagén, retikulin, aktin, miozin, keratin stb.). Ezenkívül az enzimek alap vegyületei., A hormonok egy része is peptid- vagy aminosavszármazék (ACTH, oxitocin, vazopresszin, adrena­lin, hisztamin stb.). A biológiai membránok építőelemei szintén aminosavak (fe­hérjék). Az egyszerű fehérjék főleg a sejtmagban és a vérplazmában mint szabá­lyozó, illetve immunfehérjék fordulnak elő.

Zsírok:zsírsavakból álló nagy molekulák, melyek enerigatartalmuknál fogva a szervezet fontos tápanyagai. Egyes vegyületek jól oldódnak bennük, így pl. a zsírok vitaminhordozóként is működnek (A-, D-, É-, K-vitaminok). A zsírok ezen kívül a biológiai membránok fontos alkotórészei, hidrofób jellegüknél fogva a vízterek elválasztásában rendkívül jelentősek. Egyes lipid jellegű vegyületek hor­monként (szteroidok), mások felületaktív anyagként szerepelhetnek. A foszfatidok az idegsejtek velőshüvelyének alkotásában is részt vesznek. Nem hagyható figyel­men kívül a neutrális zsírok mechanikai védő funkciója (tenyéren, talpon, szem mögött stb.) és hőszigetelő tulajdonsága.

Nukleinsavak: ezek nukleotid egységekből álló óriásmolekulák, melyek a sejtmagban képződnek. Alapvető szerepük a genetikai információ tárolása és

Az emberi test funkcionális szerveződése 20

l - l . ábra. A protoplazmát alkotó szervetlen és szerves molekulák csoportosítása

átadása. A DNS (dezoxiribonukleinsav) az örökítő anyag, amely magában hordja a sejtre vonatkozó tulajdonságokat. Az RNS (ribonukleinsav) a DNS „utasításait" a fehérjeszintézisen keresztül valósítja meg. Az oligonukleotidok nagy kötési energiájú foszfátvegyületek (ATP, ADP stb.), az energiaháztartás legjelentősebb tagjai.

A protoplazma kémiai szerveződésének főbb szintjeit az l- l . ábrán mutatjuk be.

21 A sejtek működésének élettani alapjai

A protoplazma biológiai szerveződése A protoplazma két fő alkotórésze a sejtmag és az azt körülvevő citoplazma. A

citoplazma a protoplazma kémiai összetevőit tartalmazó többfázisú fehérje kollo­id. Az eukariota sejtek belsejében a protoplazma biológiai szerveződése során hártyák által határolt terek alakultak ki, ahol a sejtek életfolyamatai térben és időben rendezetten együtt vagy akár egymástól függetlenül is lejátszódhatnak. A sejtek tehát tulajdonképpen biológiai membránok által elhatárolt járat- és üreg­rendszerek. Az örökítőanyagot tartalmazó sejtmagot maghártya veszi körül. A citoplazmában nagy felületű endoplazmatikus membránrendszer biztosít teret és felszínt a kémiai reakcióknak, szintéziseknek. A Golgi-készülék membránnal körül­vett járataiban és hólyagjaiban váladékok képződnek. A lizoszómák üregében savas közegben bontó enzimek tárolódnak. A mitochondriumok nagy belső membránfe­lületei biztosítják a citrátkör és a terminális oxidáció lejátszódásához szükséges felszínt és enzimeket. Itt találhatók az oxidatív foszforiláció enzimjei is, amelyek az ATP-képzéshez nélkülözhetetlenek. A Golgi-apparátus és az endoplazmatikus retikulum membránjai által körülvett citocentrum a sejtosztódás és a sejtmozgások irányítója. A sejt felszínéről kiemelkedő plazmanyúlványok csillókat vagy ostort képeznek. Ezek ultrastruktúrája lehetővé teszi a sejtek aktív mozgását is. Az eukariota sejt ultrastruktúrája látható az 1-2. ábrán.

Az emberi test funkcionális szerveződése 22

A sejthártya szerkezete és működése

A sejthártya a sejt citoplazmáját körülvevő folyékony lipoproteid membrán. Felépítése megegyezik a sejt belsejében található membránokéval. Alapját két egymással párhuzamosan elhelyezkedő foszfolipid réteg alkotja (foszfatidok, gliko-lipidek, koleszterin), amelyek apoláros, hidrofób zsírsavtartalmú molekularészük­kel egymás felé fordulnak. A poláros, hidrofil foszforsavat tartalmazó „molekula­fejek" a membrán külső és belső felszínét alkotják. (A sejten belüli különböző membránok a lipoidréteg vastagságában és a zsírsavösszetételben különböznek egymástól.) A sejtmembrán külső és belső felszínén különböző szerkezetű, alakú és minőségű fehérjemolekulák találhatók. A foltokban elhelyezkedő fehérjemole­kulák szabadon elmozdulhatnak a lipidrétegben. Egyesek a membránt teljes szé­lességében átérik, mások csak a külső vagy a belső felszínen találhatók.

Vannak olyan fehérjék, amelyek egyik vége a citoplazmába nyúlik, a másik vége a sejtfelszínen szabadon helyezkedik el. Ezek az ún. receptorfehérjék, amelyek szén­hidráttartalmú oldalláncaik révén különböző anyagokat kötnek meg a membrán­felszín fölé emelkedő részeiken. A receptorfehérjékhez kötődött anyagok módosít­hatják a membrán ionáteresztő képességét vagy a sejten belül anyagcsere-változá­sokat idézhetnek elő. Ennélfogva a receptorfehérjéknek a membránon keresztüli anyagszállításban éppúgy szerepük van, mint a szabályozási folyamatokban.

A membránt átérő fehérjék sajátos kémiai összetételénél fogva a sejt egyediségét biztosító marker (jel) molekulák. Ezek specifikus szénhidráttartalmú oldalláncaik révén fontos szerepet játszanak a sejtek közötti kölcsönhatásokban, immunvála­szokban, a saját és idegen anyagok felismerésében stb. Sejtfelszíni markerek a vércsoportantigének is.

A membránt teljes szélességében átérő fehérjék harmadik fajtája a zsíroldékony molekulák membránon keresztül történő átjutását, illetve a víz és az egész kismé­retű ionok transzportját teszik lehetővé. Az utóbbiakat csatornafehérjéknek nevez­zük.

A sejtmembrán a belső membránrendszerrel állandó kapcsolatot tart fent. Membránrészleteik egymásba olvadnak vagy átalakulnak egymásba.

A sejtmembrán szerkezetét az 1-3. ábrán mutatjuk be.

1-3. ábra. A sejtmembrán térbeli modellje. A membránt felépítő foszfolipidek hidrofób részei egymás felé fordulnak, hidrofil oldalláncaik a külső és belső membránfelszínt képezik (a). A bennük „líszd" fehérjemoleku­lák egy része átéri a lipídréteget (b), ezek a markerek és a csatornafehérjék. A receptorfehérjék (c) szénhidrát-ol­

dalláncai a membrán felszínére nyúlnak

23 A sejtek működésének élettani alapjai

A sejthártya főbb funkciói összefoglalva tehát a következők:

® A sejtek védelmét és rugalmas alakfenntartását biztosítják. © A membránon keresztül történő transzportfolyamatokat biztosítják és szabá­

lyozzák. © Sejtkapcsolatok létesítésében részt vesznek. © Ingerületvezetést látnak el. © Életfolyamatok szabályozásában működnek közre (sejtosztódás gátlása, hor­

monhatások közvetítése a citoplazmában stb.). © Szinkronizálják a sejtműködéseket.

A sejtek külső és belső környezete A magasabb szinten szerveződött sejtek (így az emberi szervezet sejtjei is) a

külvilággal — a tüdő alveolusai, a bőr hámsejtjei és a nyálkahártyák kivételével — csak a sejtek közti térben levő folyadéktereken keresztül érintkeznek. Ezeket a folyadéktereket, mint amilyen a szövet közti folyadék, a vérplazma, a nyirok, a csarnokvíz vagy a liquor, összefoglalóan sejten kívüli (extracelluláris) tereknek nevezzük. A sejten kívüli terek képezik a sejtek külső környezetét. A sejten kívüli térben a nátrium- és a kloridionok lényegesen nagyobb koncentrációban fordulnak elő, mint a sejt belsejében. A sejten kívüli folyadékterek alapanyaga víz, amelyben szervetlen sók ionjai (Na+, K+, Ca 2 +, Mg 2 +, Cl", HCO3" stb.) és a vérgázok (O2, CO2, N2) vannak oldott állapotban. A szervezet folyadéktereinek ozmotikus koncentrá­ciója kb. 300 mosm/1, a hidrogénion-koncentrációja (pH) 7,3-7,4. A szerves mole­kulák közül a glükóz, az aminosavak, zsírsavak és trigliceridek, a vérplazmában ezeken kívül specifikus biológiai aktivitású transzport- és immunfehérjék is talál­hatók az extracelluláris folyadékban. Ugyancsak a sejten kívüli térben halmozód­nak fel a különböző anyagcseretermékek (karbamid, húgysav, tejsav, citromsav stb.), valamint az enzimek, hormonok és vitaminok. A sejten kívüli terek ionösz-szetételének, ozmotikus nyomásának, pH-értékének, hőmérsékletének.viszonyla-gos állandóságát bonyolult szabályozómechanizmusok biztosítják. (Ezeket részle­tesen később ismertetjük.)

A sejtek belső környzetét a sejtmag és a citoplazma folyékony állománya képezi. A sejten belüli (intracelluláris) tér többfázisú diszperz rendszer.

1 Az első fázist a víz és a benne oldott ionok és kismolekulájú szerves anyagok (cukrok, aminosavak, egyéb metabolitok) képezik.

2 A második fázist a kolloidális méretű makromolekulák (fehérjék, nukleinsavak, homoglikánok stb.) alkotják.

3 A citoplazma harmadik fázisát a zsírok és a glikogén képezi durva diszperz rendszer formájában.

A sejt belsejében folyó anyagcserefolyamatok eredményeként az intracelluláris tér pH-ja gyengén savas (pH=6,8 körüli). A sejten belüli térben, főleg a kálium- és hidrogénionok, valamint a foszfát- és fehérjemolekulák vannak túlsúlyban a sejten kívüli térhez képest. A sejtek belső folyadékállománya a sejten kívüli terekkel állandó kölcsönhatásban áll. A sejtmembránon keresztül történő transzportfolya­matok biztosítják a sejt belső terének állandó ionösszetételét, ozmotikus nyomását, pH-ját, víztartalmát stb.

Az emberi test funkcionális szerveződése 24

A sejten kívüli terek legfőbb funkciója, hogy biztosítsa a sejtek működési felté­teleit, szállítsa oda a szükséges tápanyagokat, szabályozó vegyületeket, valamint, hogy a bomlástermékeket szállítsa el onnan. Ennek megvalósításához szükséges a keringési rendszer által biztosított folyadékáramlás és az összetétel viszonylagos állandósága.

A sejtek belső állományának és a sejteket körülvevő folyadéktereknek a megfelelő szabályozórendszerekkel biztosított dinamikus állandóságát homeosz-tázisnak nevezzük. A homeosztázisról a továbbiakban még lesz szó.

A vízterek közötti folyadéktranszport

A felnőtt ember testsúlyának (testtömegének) kb. fele víz (nőkben 45-50%, férfiakban 55-60%). Ennek egy kisebbik része a szövetekben, illetve speciális testfolyadékokban (pl. csarnokvíz, gerincvelői folyadék) helyezkedik el, nagyob­bik része azonban a határoló hártyák által elkülönített terekben szabadon mozog­hat a sejtek között.

A szervezet vízterei a következők:

1 Sejten belüli (intracelluláris) tér: a sejtek membránja által határolt területen, vagyis a sejtben szabadon mozgó folyadékmennyiség.

2 A sejten kívüli (extracelluláris) tér: két komponensből áll:

~ szövet közti (interstitialis) tér, amely a sejtek membránján kívüli, a sejtek és szövetek között elhelyezkedő folyadéktér.

~ vérplazma- (intravasalis) tér: amely a keringő vérplazma mennyiségével egyenlő.

Ez utóbbi két komponens az erek kapillárisainak átjárhatósága miatt érintkezik egymással, és a kiválasztásban részt vevő szervek által közvetlen kapcsolata is van a külvilággal. A bőrön, továbbá a nyálkahártyákon és a légzőhámon keresztül történő párolgás során, valamint a vizelettel és a széklettel jelentős só- és víz­mennyiség távozik a szervezetből. Mindez a külvilágból a táplálék- és vízfelvétel útján pótlódik. A vízterek közötti kapcsolatokból kitűnik, hogy a sejtek és a külvilág között zsilipként működik az extracelluláris tér többszörös membrán­rendszere (1-4. ábra). A vízterek között állandó cserefolyamat van, miközben az egyes folyadékterek térfogata változatlan marad. A víz megoszlását és mozgását a folyadékterek között döntően fizikai-kémiai tényezők határozzák meg, de fon­tosak a hormonok által szabályozott mechanizmusok is. Az erekben uralkodó hidrosztatikai és kolloid ozmotikus nyomás révén a hajszálerek artériás szakaszán a plazmatérből a víz a sejt közötti térbe lép ki. A vénás szakaszon ugyancsak a kolloid ozmotikus nyomásviszonyoknak megfelelően a víz áramlása fordított irányú. Átmenetileg egyes esetekben az egyes vízterek térfogata megváltozhat. Tartós szomjazáskor vagy folyadékvesztéses állapotban (hányás, hasmenés) a szövet közti térből történik a plazmatér folyadékpótlása, ez szükségszerűen a sejt közötti víztér csökkenését okozza. A vízvesztés következtében nő az ozmotikus koncentráció, és a sejteket határoló membránon keresztül megindul a víz kiáram­lása a sejtek belsejéből a szövet közti térbe. A sejtek zsugorodnak, és a szervezet kiszáradása (exsiccosis) fenyeget. Nagy mennyiségű víz felvételekor a plazma ozmotikus nyomása lecsökken, a sejten kívüli vízterek is felhígulnak.

25 A sejtek működésének élettani alapjai

sejten kívüli tér <

bélhámsejtek és bőr

kapillárisendothel

sejtmembrán

1-4. ábra. A szervezet vízterei és a folyadéktranszport kapcsolata. A sejten kívüli (extrac'elluláris) tér a sejtmembrán és a kapillárisok hámrétegén keresztül választja el a sejten belüli (intracelluláris) folyadékteret a

külvilágtól. A nyilak a folyadékáramlás irányát jelzik a terek között. Az ábrából kitűnik, hogy a vérplazma (intravazális) tér a kiválasztásban részt vevő szervek útján kapcsolatot tart a külvilággal is

Transzportfolyamatok a membránokon keresztül A sejtekben lejátszódó fizikai-kémiai változások túlnyomórészt membránfelü­

leti folyamatok eredményeként jönnek létre. A biológiai membránok egyrészről, mint határoló felszínek teret biztosítanak a reakció számára, másfelől pedig — szerkezeti felépítésükből eredően — részt vesznek a különböző anyagok szállí­tásában.

A membránok által határolt terekből történő anyagszállítást a membránon keresztül összefoglalóan transzportfolyamatoknak nevezzük.

Az anyagszállítás mennyiségi jellemzője a fluxus, amely egységnyi idő alatt az egységnyi membránfelületen átjutó anyagmennyiséget jelenti. Az anyagtransz­port iránya és üteme függ a membrán áteresztőképességétől, a szállítandó anyagi részecske fizikai-kémiai tulajdonságaitól, a membrán két oldalán lévő oldatok koncentrációjától. Az anyagszállítási módok energiaigénye különböző.

Vannak fizikai-kémiai tényezőkön alapuló anyagmozgások. Ezeket általában passzív transzportfolyamatoknak nevezzük. A passzív transzportfolyamatok az ozmotikus viszonyoknak megfelelően az ozmotikus gradienssel megegyezően történ­nek.

Az olyan anyagáramlási módokat, amelyek energiaigényesek és ezek energiaigényét a sejtek nagy kötésenergiájú vegyületei (ATP) fedezik, az ozmotikus koncentráci-ógrádienstől függetlenül (esetlegesen azzal ellentétes irányban) aktív transzport­folyamatoknak nevezzük.

Az emberi test funkcionális szerveződése 26

Fizikai-kémiai tényezők a transzportfolyamatokban

Az ún. passzív transzportfolyamatok során az anyagok vándorlásához külső energiaforrás nem szükséges. A membránon keresztül történő átjutás mértékét és irányát fizikai-kémiai tényezők szabják meg.

Ha két különböző koncentrációjú oldatot permeábilis hártyával kettéválasztva helyezünk el egymás mellett, egy idő után az anyagi részecskék elkeverednek, a koncentrációkülönbség eltűnik. Ez a jelenség a diffúzió, melynek során a molekulák a nagyobb koncentrációjú helyről a kisebb koncentrációjú hely felé vándorolnak.

Ha az oldatokat biológiai membrán választja el egymástól, akkor a membrán pórusainak átmérőjétől és az áthaladó részecskék nagyságától függően történik a kiegyenlítődés a koncentrációgradiensnek megfelelően. A biológiai membrán át­eresztőképességét permeabilitásnak nevezzük. Ha az oldott anyagi részecskék kü­lönböző nagyságúak, akkor ezek közül csak azok juthatnak át a membránon, amelyek átmérője kisebb a membrán pórusainál. Ilyen értelemben a membrán mint szűrő működik. A nagyobb részecskék nagyobb koncentrációban találhatók a membrán egyik oldalán, míg a kisebb részecskék koncentrációja a két oldalon egy idő után megegyezik, egyensúlyba kerül.

A különböző koncentrációjú oldatokban nemcsak kémiai potenciálkülönbség jön létre, hanem a bennük disszociált különböző töltésű részecskék (ionok) a membrán két oldalán elektromos potenciálkülönbséget is létrehozhatnak. így nemcsak a kon­centrációkülönbség, hanem az elektromos erőtér is létrehozhat anyagvándorlást.

Ha a membránpórus akkora, hogy rajta átjuthat az oldószer és az oldott anyagi részecskék mindegyike, akkor az anyagtranszport hajtóereje a membrán két oldala között fennálló hidrosztatikai nyomáskülönbség. Ez a tömegáramlás jelensége.

Az olyan membránokat, amelyek az oldat egyes komponensei számára átjár­hatók, másokra nézve viszont nem járhatók át, szemipermeábilis (féligáteresztő') membránnak nevezzük. Ha a membrán egyik oldalán valamilyen oldat (pl. cukor­oldat), a másik oldalán tiszta oldószer (pl. víz) van, akkor a tiszta oldószer áramlik az oldat felé. Ez az áramlás meggátolható az oldatra történő nyomás gyakorlásával. Azt a nyomásértéket, amellyel az oldószer beáramlása éppen megakadályozható, ozmotikus nyomásnak nevezzük.

~ A fiziológiás (0,15 M-os) NaCl-oldat ozmotikus nyomása éppen akkora, mint a sejt belsejében lévő, a sejtmembránra ható nyomásérték. Ezt a nyomásértéket izozmotikus értéknek nevezzük. Ha ilyen izozmotikus (izotóniás) oldatba helyezzük a sejteket, anyagvándorlás nem történik a membránon keresztül.

~ Hiperozmotikus (0,15 M-nál töményebb) oldatban a sejtek zsugorodni kez­denek, mert a koncentrációkülönbség kiegyenlítésére törekedve a sejtek­ből víz áramlik kifelé.

~ Hipozmotikus (0,15 M-nál hígabb) oldat alkalmazásakor a vízáramlás for­dított irányú, így a sejtek térfogata megnő, majd a duzzadás következté­ben a membrán fel is repedhet. Vörösvértestek esetében ez jól észlelhető, mert a kiszabaduló vérfesték a környezetét pirosra színezi. Ez a jelenség a hemolízis.

Hiperozmotikus oldat is okozhat hemolízist, ha a sejtmembrán nemcsak az oldószer, hanem az oldott anyag molekuláit is átengedi. Szemipermeábilis memb­ránnal elválasztott folyadékterek térfogatát a bennük levő nem diffúzióképes

27 A sejtek működésének élettani alapjai

anyagok (pl. fehérjék, egyéb makromolekulák) mennyisége szabja meg úgy, hogy ha a folyadéktér ozmotikus koncentrációja megváltozik, vízvándorlás indul meg a vízterekbe vagy a vízterekből egészen addig, míg a membrán két oldalán az ozmotikus koncentrációkülönbség ki nem egyenlítődik. A veseglomerulusok arte-rioláinak falán át ultrafiltrálódik a szűrlet vagy hasonló módon jön létre a szövet­közi folyadék és a nyirok is.

Bizonyos diffúziós jellegű folyamatok a membránlipidek kettős rétegén ke­resztül is végbemehetnek. így jutnak be a sejtekbe a zsíroldékony alkohol és a szén-dioxid is. Egyes esetekben az anyagok részecskéi a membránfehérje-moleku­lákhoz történő kapcsolódás után a koncentrációgrádiensük irányában gyorsított ütemben, de korlátozott mértékben tudnak átjutni a membránlipidek rétegén. Diffúzió­juk ilyen módon megerősített, facilitált diffúzió. Ez a szállítási mód jellemző a glükóz, a ketontestek, a rövid szénláncú zsírsavak sejtbe történő bejutására.

A legújabb elképzelések szerint egyes membránfehérjék vízzel telt tereket, ún. vizes csatornákat képeznek a sejthártyában, melyeken keresztül a kicsi, töltés nélküli molekulák (víz, karbamid stb.) energiafelhasználás nélkül átjuthatnak.

Aktív transzportfolyamatok

A membrán pórusainál nagyobb méretű anyagi részecskék átjutása a sejthár­tyán, valamint az olyan anyagvándorlási módok, ahol a vándorlás iránya a kisebb koncentrációjú helyről a nagyobb felé irányul (koncentrációgradiens ellenében), a sejt részéről külön energiabefektetést igényel. Az ilyen energiaigényes anyagszál­lítási módokat aktív transzportnak nevezzük. A szükséges energiamennyiség függ a transzportált anyag mennyiségétől és a legyőzendő koncentrációgradienstől.

Hordozó molekulák segítségével történő szállítás. Ilyen esetekben a memb­rán egyik oldalán a transzportálandó anyag molekulája összekapcsolódik a hordo­zómolekulával, majd így átjutva a membránon, leválik róla. A hordozómolekulák specifikus membránfehérjék, azaz meghatározott anyagok szállítását végzik. Előfor­dul, hogy a hordozó molekula mind befelé, mind kifelé való haladás közben szállít anyagokat. Az aktív transzportfolyamatok jellemző példája a káliumionok beáram­lása a sejtbe (káliumakkumuláció), illetve az élő sejtek folyamatosan működő kálium-nátrium ioncseréje. Az ionok szállításában alapvető a sejtmembrán teljes vastagságát átérő kálium-nátrium-ATPáz enzim, amely a sejt belsejében nátriumi­ont köt meg. Az így kialakult komplex 180 fokos elfordulással (sztereorotáció) a nátriumot a membrán külseje felé juttatja, és ott leválik róla. Helyébe káliumion kötődik, amely hasonló mechanizmussal jut a sejt belsejébe. A membrán belső felszínén nátrium kötődik a leváló kálium helyére, és a folyamat elölről kezdődik. Az így működő kálium-nátrium pumpamechanizmus önszabályozó, mert a szállí­tásban részt vevő enzim csak akkor működik, ha a sejten belül relatíve nagy a nátrium-, a sejten kívül pedig a káliumionok koncentrációja. Ilyen módon a káli­um-nátrium pumpa egy menet során 3 nátriumiont visz a sejtből ki és 2 káliumiont szállít a sejt belsejébe. Az elektrokémiai potenciálkülönbségen alapuló ún. Donnan-egyen-súly értelmében elvileg a sejten belül a kationoknak (Na+, K+, Ca +, Mg + ), a sejten kívül pedig az anionoknak (Cl", HCO3", SO4 ", HPO4") kellene túlsúlyban lenniük. Ez azonban csak a kloridra vonatkozóan igaz. A sejten belüli kálium- és hidrogénion felhalmozódás és a sejten kívüli nátrium-, klorid- és hidrokarbonátion-többlet egyrészt a működő ionpumpa eredménye, másrészt pedig abból adódik, hogy a

Az emberi test funkcionális szerveződése 28

nátrium molekula tömege és hidrátburka nagyobb a káliuménál, ennélfogva nehe­zebben jut be a sejtmembrán pórusain. A sejtbe bejutó nátriumiont és a vízburokkal beszállított hidrogént egy másik energiaigényes pumpamechanizmus (Na + -H +

pumpa) távolítja el a sejt belső teréből. Az aktív iontranszport mechanizmusában szintén feltételeznek receptorfehér­

jék által bélelt ún. ioncsatornákat (Ca+, Na+, K+, Cl" stb.). Működésük a memb­ránpotenciálok keletkezésével is kapcsolatos, mert a különböző ingerületátvivő anyagokra érzékeny receptorfehérjék más-más ioncsatornákat nyitnak meg vagy zárnak be.

Membránbefűződéssel járó anyagtranszport

A molekuláris méreteket meghaladó folyékony vagy szilárd részecskék endo-citózissal jutnak a sejtek belsejébe. A sejtmembrán felületén megtapadó anyagok először besüllyednek a membránba, majd azokat a membrán körülöleli és lefűző­dik a sejt belseje felé. így membránhólyagocskákba csomagoltan érkezik az anyag a sejt plazmájába.

~ Ha a bekebelezett anyag szilárd, akkor fagocitózisról, ~ ha cseppfolyós vagy igen finom korpuszkuláris részeket tartalmaz, pinocitózis-

ról beszélünk.

A becsomagolt anyag (fagoszóma) végighalad a sejt „endocitózis-csatornáján", és közben lebomlik, megemésztődik. Az endocitózishoz az energiát az ATP szol­gáltatja.

A fagocitózisnak nagy szerepe van a szervezet védekező reakcióiban. A fehér­vérsejtek egyes típusai (granulocyták, monocyták stb.) fagocitáló tevékenységük­kel bekebelezik a szervezetbe jutott testidegen anyagokat. Hasonló jelenségen alapul a máj Kupffer-sejtjeinek védőmechanizmusa is. Endocitózis megfigyelhető a bél vagy az epehólyag felszínén levő hámsejtek esetében, valamint a vesetubulo-sokat bélelő laphámsejtekben is, tehát a felszívótevékenységben is szerepet játszik. A bélepitheliumban a megemésztett zsírokból lehasított zsírsavak kollo-idális méretben kerülnek a pinocito-tikus hólyagocskákba, majd ezek a hólyagok a sejt endoplazmatikus re-tikulumának járatrendszerén át jut­nak a sejtek közötti intercelluláris résekbe. Innen a nyirokhajszálerek­be kerülnek.

Az endocitózis sebessége és mér­téke idegi és hormonális hatásoktól függ. Jellegzetes endocitózisra ható anyag pl. a hisztamin, amely fokoz­za a sejtek fagocitálóképességét. 1-5. ábra. Az endo- és exocitózis folyamata. A sejt-

Az e m é s z t h e t e t l e n anyagok, membrán befűződésével (a) a folyadék, vagy szilárd m i n t m e m b r á n n a l körülvett szekré- anyag a citoplazmába kerül (b). A Golgi készülékből ke-

letkező lizoszóma(c) az anyagot bekebelezi és megkezdi ciciós hólyagok az exocitózis során annak lebontását (d) Az emészthetetlen anyagok memb-kilökődnek a sejtből. ránlefűződés után a sejtből kilökődnek

29 A sejtek működésének élettani alapjai

Az endo- és exocitózis egymással összefüggő folyamatai az anyagszállítás fontos tényezői. Az endo- és exocitózis folyamatát szemlélteti a 1-5. ábra.

Szekréciós folyamatok

A szervezetben vannak olyan specializált sejtek, amelyek fő feladata az, hogy a szervezet számára szükséges és a sejtre jellemző fehérjéket, enzimeket, egyéb anyagokat állítsanak elő. Ezek a külső vagy belső elválasztású mirigyek sejtjei. A sejtek jól fejlett, endoplazmatikus retikulummal és egyéb belső membránrendszer­rel rendelkezve aktív szekréciós tevékenységükkel folytonosan (pl. nyálmirigy sejtjei) vagy időszakonként (pl. egyes hormontermelő mirigyek, emésztőmirigyek sejtjei) az általuk termelt anyagokat a véráramba vagy a szervek belsejébe juttatják. A termelt anyagok a sejtek genetikai programrendszerében tárolt pontos információk alapján szintetizálódnak, majd az endoplazmatikus retikulum üregébe kerülnek és ezen át, mintegy csatornarendszeren keresztül a mirigy kivezetőlumene irányába eső Golgi-apparátus hólyagjaiba jutnak. Itt a még hígan folyó anyagot a Golgi-ap-parátus membránrendszeréből leszakadó lemezek körülveszik, és ezáltal a citop-lazmától is elkülönített „csomagot", a vezikulumot képezik. Ekkor kezdődik meg a termék besűrűsödése. A koncentrálással egyidejűleg az anyag váladékszemcsévé alakul. E szemcsék továbbhaladnak, majd összegyűlnek a mirigy kivezetőcső-lu-mene közelében, a sejt csúcsi részein. A következő lépésben a váladékszemcse membránja, az exocitózishoz hasonló módon, összeolvad a sejtmembránnal és a mirigy kivezetőcsatornáján át kiürül a sejtből. A váladékképzés során előfordulhat, hogy csak a váladék távozik a sejtből, a citoplazma változatlanul megmarad. Ez jellemző a verejtékmirigyekre. Más esetekben a váladékkal együtt plazma is eltá­vozik, mint a nyálmirigysejtek esetében. Lehetséges az is, hogy csak a mirigysejt csúcsi része válik le az eltávozó váladékkal, mint pl. a tejmirigyek esetében. A váladékképzés során az egész sejt is átalakulhat mirigyváladékká. Ilyen kiválasztó tevékenységet végeznek pl. a bőr faggyúmirigyei. A mirigysejtekben a termelt váladék felszaporodása, pangása a mirigysejt csökkent működését jelzi.

Az anyagcserefolyamatok összefoglalását a 1-6. ábrán mutatjuk be.

A sejtműködés szabályozórendszerei A többsejtű szervezetben a sejtek működését nemcsak a sejtek egyedi szükség­

letei határozzák meg, hanem a szervezet többi sejtjei is. Ennélfogva a sejteknek alkalmazkodniuk kell a sejtközösségek homeosztázisához. Az alkalmazkodást a sejtek kommunikációs rendszere tartja fenn, és ennek eredménye a sejtműködés megbízható szabályozása. A szabályozás feltétele, hogy legyen specifikus jel, a jel felfogására alkalmas receptor, jelszállító és a jelfogás eredményeként bekövetkezett válasz. A jelek nem minden sejt számára jelentenek „értelmes" információt, egy­részt azért, mert nem jutnak el minden sejthez, másrészt azért, mert az adott jelnek megfelelő receptorral csak egyes sejtek, az adott jel célsejtjei rendelkeznek. A jel kémiai anyag, a jelszállító csatorna a szövetnedv, a vérpálya és a nyirok, amelyek megfelelő áramlással a célsejtig szállítják a jeleket. A receptorok a sejt felszínén, a citoplazmában vagy a sejtmagban elhelyezkedő képletek, melyekhez a jelmoleku­lák kötődnek.

Az emberi test funkcionális szerveződése 30

1-6. ábra. A membránon keresztül történő transzportfolyamatok formáinak összefoglalása

Egyetlen sejtre vonatkoztatva a sejtműködés szabályozása történhet a gének szintjén és speciális molekulák által. A szervezetben mindehhez hozzájárul a hormo­nális és az idegi szabályozás mechanizmusa is.

A génszintű szabályozás alapjai

A sejtek anyagcsere-folyamatait enzimfehérjék katalizálják. Az enzimfehérjék szerkezetére vonatkozó genetikai információ a sejtmag DNS-állományában kódolt. A DNS-ről történő mRNS (messenger RNS) képzés majd a citoplazmában, a riboszómák felszínén fehérjeszintézis (lásd a Szintézisek a sejtben c. fejezetet) üteme és mértéke a sejt genetikai aktivitásának függvénye. A DNS-molekulának nem minden szakasza tartalmaz a fehérjeképzésre vonatkozó információkat.

Vannak a DNS-molekulában olyan egységek, melyek a folyamat ütemezésé­ben és sorrendiségében vesznek részt, ezek a szabályozó gének. A szabályozó gének közül a regulátor gén (R) speciális bázikus fehérjéket a hisztonokat termeli, amelyek a DNS-molekula operátor génjéhez (O) kötődve meggátolják annak felnyí­lását és így a mRNS-képzést is. A sejtmag kromatinállományának hiszton típusú

31 A sejtek működésének élettani alapjai

hiszton

1-7. ábra. A DNS regulációs génszaka­szai gátolt és aktív állapotban. 1: A bázi-kus hisztonfehérje nz operátor (O) régióhoz kö­tődve gátolja a DNS-ről történőmRNS-kép-zést. A DNS ilyenkor gátolt állapotban van. .-2: A savas nonhiszton-fehérje a hisztonnal komplexet képez, majd leválik a DNS felszíné­ről. Ekkor a DNS aktív állapotba kerül, a ket­tős spirál felnyílik és megindul a mRNS képzés

mRNS

fehérjéi tehát a fehérjeszintézis­gátló vegyületei. A kromatinállo-mányban savas nonhiszton típusú fehérjék is jelen vannak, amelyek aktiválódva képesek a hisztonok-hoz kötődni, és azokat a DNS ope­rátor génjéről leválasztani. Ezáltal a DNS-molekula kettős spirálja a polimeráz enzimek hatására fel­

nyílik és megindulhat a struktúrgének (S1, S2) genetikai információ átírása a mRNS-be. A nonhisztonok génszintű aktivátorok. A génszintű sejtszabályozás tehát a DNS-molekula operátor génjének gátlásán és aktiválásán alapszik.

Az 1-7. ábra a DNS regulációs génszakaszait ábrázolja működés közben.

Hormonális szabályozás

A szervezet legfontosabb szabályozó vegyületei a hormonok. Ezek hatására a sejtek genetikai aktivitása megváltozik. A hormonok — hatásmechanizmusuk alapján — két csoportba oszthatók:

1 Sejtfelszíni receptorokhoz kötődő hormonok aminosav- és fehérjetermészetűek, me­lyek a tiroxin kivételével a sejthártya receptorfehérjéhez kötődnek, és ezáltal válto­zásokat idéznek elő a membránban (az 1-8. ábra az adrenalin hatását szemlél­teti a májsejt anyagcsere-változásában). Következményként:

~ ioncsatornák nyílnak meg és záródnak be, és így az ionáteresztő képesség megváltozása helyi potenciálkülönbséget alakít ki,

~ meggyorsul egyes szállítófehérjékhez kötött prekurzorok transzportse­bessége is (pl. inzulin- vagy STH-kötődés hatására nő a glükóz és az aminosavak beáramlása a sejtbe),

~ a membránreceptor „jelfogása" aktiválja a sejtmembrán adenil-cikláz enzimet, melynek hatására az ATP-ből keletkező ciklikus AMP (cAMP) a sejt citoplazmájában a hisztokináz enzimet aktiválja. A hisztokináz enzim a sejtmagba bejutva leválasztja (foszforilálja) a DNS felszínéről az operá­torhoz kötött hisztont. Ezáltal a sejtmag génaktivitása megnő. A cAMP-t a hormonhatás megszűntével a ciklikus foszfodiészteráz (cPDE) enzim hatástalanítja. A sejtfelszíni receptorokhoz kötődő fehérjetermészetű hor­monok gyors homeosztatikus változásokat idéznek elő.

Az emberi test funkcionális szerveződése 32

1-8. ábra. A sejtfelszíni recepto­rokhoz kötődő hormonok hatása az adrenalin példáján. A memb­ránreceptorokhoz (a) kötődő adrena-linmolekuln aktiválja a sejtmembrán­ban lévő adenil-cikláz enzimet <ac). Hatására az ATP-ből cAMP lesz, amely a hisztokináz enzimet aktivál­ja. Ez a sejtmagban leválasztja a DNS-t gátló hisztont (b), majd az így aktívvá vált DNS-molekula gliko-génbontó enzimet termel (c). Hatásá­ra a májsejt glikogénraktára lebomlik és a glükóz a vérbe kerül

adrenalin

Sejten belüli (intracelluláris) receptorokhoz kötődő hormonok a szteránvázas hormo­nok és a tiroxin a sejt citoplazmájában levő savas nonhiszton-fehérjékhez kötődve hormon-receptor komplexet képeznek. A komplex bejut a sejtmagba, és ott a DNS speciális gátolt génszakaszára (akceptor szakasz) kötődik, amelyen megindítja a DNS-ről való átírást mRNS-be (1-9. ábra). A folyamat eredményeként fehérje képződik. A szteroidok és a tiroxin által szabályozott anyagcsere-folyamatok a szervezet differenciálódásában, formaképző folyamataiban hoznak létre válto­zásokat, mélyrehatóan befolyásolva a sejtek genetikai programjának alakulá­sát.

1-9. ábra. A sejten belüli receptorokhoz kötődő hormonok hatásmechanizmusa. A lipid jellegű hormonok (a) a savas kémhatású int­racelluláris receptorhoz (b) kötődve komplexet képez­nek. Bejutva a sejtmagba, a gátolt DNS-szakaszt ak­tiválják azzal, hogy onnan leválasztják a bázikus hisztont, így megindul a sejt re jellemző enzimfehér­je szintézise

a *

33 A sejtek működésének élettani alapjai

Enzimatikus szabályozás

Az enzimek olyan fehérjetermészetű vegyületek, amelyek az egyes biokémiai folyamatokban részt vevő molekulákhoz kapcsolódva lehetővé teszik a kémiai reakciók lejátszódását (csökkentik az aktiválási energiát, reakciófelszínt biztosí­tanak stb.). Az enzimek a szervezet biokatalizátorai. A sejtekben folyó kémiai reakci­ókat az enzimek meghatározott sorrendben katalizálják, így valamilyen vegyület képzésekor az enzimreakciók folyamatosan követik egymást.

Az építő jellegű anyagcsere-folyamatokban az enzimreakciók során keletke­zett végtermék, az őt előállító folyamat első enzimjéhez kötődve gátolja a folyamat további ismétlődését. Ezt nevezzük negatív visszajelentő vagy negatív feedback mechanizmusnak. Ilyenkor az ún. végtermék-gátlás érvényesül.

A lebontó folyamatok során keletkezett végtermékek mindaddig serkentik a folyamat első enzimjének aktivitását, míg a lebontandó anyag el nem tűnik. Az ilyen esetekben a pozitív visszajelentő mechanizmus vagy pozitív feedback hatás érvényesül.

Neuroendokrin szabályozás

A magasabb szinten organizált szervezetekben a sejtközösségek összehangolt működése a neuroendokrin rendszer bonyolult szabályozási körein keresztül va­lósul meg. Pl. a női nemi ciklus szabályozásának lényege az, hogy egy felsőbb idegrendszeri (hypothalamushoz kötött) reguláció hatására egy belső elválasztása mi­rigy (hypophysis) hormontermelésbe kezd. Ezzel egy másik belső el választású miri­gyet (ovarium) olyan hormon termelésére serkenti, amely egy következő szerv (uterus) sejtjeiben mélyreható változásokat idéz elő. Az ovariumhormonok mennyisége visszajelzést ad a hypothalamusnak (feedback mechanizmus), ami által egyrészt szabályozódik a hypophysis hormontermelődése, másrészt az ova­riumhormonok termelődése ciklikussá válik.

Fontos szabályozás az autokrin kapcsolat. Ez olyan különleges szabályozó­rendszer, amelyben a sejt által termelt hírvivő anyagok a sejt saját receptoraihoz kötődnek és fejtik ki hatásukat.

Parakrin szekréciós szabályozásról beszélünk akkor, ha a hírvivő anyag a termelő sejtből az interstitialis folyadék útján jut el azokhoz a sejtekhez, amelyeken a hatás érvényesül.

A fentiekből is látható, hogy a szervezet homeosztázisa molekuláris, sejtes, hormonális és idegrendszeri szinten szabályozott. Ezek a szabályozórendszerek meghatározó funkciókat töltenek be a reguláció hierarchiájában.

Szintézisek a sejtben

Az eukariota sejtekben lezajló közti anyagcsere (intermedier metabolizmus) során nem csupán a makromolekulák lebontása történik a katabolizmus energia­termelő folyamataiban, hanem felépítő anabolikus reakciók is végbemennek. A felépítő folyamatok során szintetizálódnak a sejtek számára nélkülözhetetlen szerves molekulák. A folyamatokban részt vevő enzimek egymáshoz kapcsolódva enzim­láncokat eredményeznek.

Az emberi test funkcionális szerveződése 34

Az alábbiakban a szénhidrátok, zsírok, nukleinsavak és a fehérjék bioszintézisé-nek lényegét foglaljuk össze.

A szénhidrátok bármilyen formában kerülnek be a szervezetbe, az emésztés során glükózzá alakulnak és így jutnak be a sejtekbe. Itt a glükóz egy része elég a biológiai oxidáció folyamatában, a fölösleg vízvesztéssel glikogénné polimerizáló-dik és szemcsék formájában raktározódik. A glikoneogenezis folyamán piroszőlő-savból ATP felhasználással keletkezik glükóz, amely szükség szerint felhasználód­hat a sejtben vagy glikogén formájában raktározódhat a máj vagy az izomszövet sejtjeiben.

A zsírok felépítése többféle anyagból lehetséges. Képződhetnek acetil-koen-zim-A-ból szén-dioxid-beépüléssel, létrehozva egy 3 szénatomos közti terméket (malonil-CoA). A következő lépésben egy ilyen 3 szénatomos csoport és egy acetilcsoport szén-dioxid-kilépés közben reagál egymással, majd ezt redukciós lépések követik. Az így képződött termékhez újabb 3 szénatomos csoport kapcso­lódik, majd ismétlődik a szén-dioxid-kilépés és a redukció (1-10. ábra).

acetilcsoport

1-10. ábra. A zsírsavak bioszintézise. A két szénatomos acetilcsoport CO2-felvétellel köz­tes termékké (C3) alakul. Redukciós lépések sorozatában COz-kilépéssel két szénatomos egysé­

genként zsírsavak szintetizálódnak. Az energiát az ATP-ADP átalakulás szolgáltatja. A redukcióhoz szükséges hidrogén a NADPH-NADP átalakulás során szabadul fel és

épül be a zsírsavmolekulába

Végeredményben a zsírsavmolekula 2 szénatomos szakaszonként épül fel, és amikor elérte a kellő lánchosszúságot, egy lezáró enzimreakció leállítja a további láncnövekedést. A glikolízis metabolitjaiból származó glicerinnel a zsírsavak ész­terkötést létesítenek, így neutrális zsírok keletkeznek. A sejtekben feleslegben lévő szénhidrátokból és aminosavakból acetil-CoA-n keresztül szintén felépülhetnek zsírsavak és alkothatnak a glicerinnel neutrális zsírokat vagy foszforsav-beépítés-sel membránképző foszfatidokat.

35 A sejtek működésének élettani alapjai

3,4 nm

1-11. ábra. A DNS-molekula kémiai felépítése és térbeli modellje. A molekula két hosszú polipeptid-láncból áll, amelyek egy központi tengely körül spirált képeznek. A láncokat hidrogénhídkötések stabilizálják.

Az adenin és timin között két, a guanin és citozin között három hidrogénhídkötés van. A pentózok között a foszforsav-molekulák (P) létesítenek kapcsolatot észterkötéssel

A nukleinsavak nukleotid alapegységekből felépülő óriásmolekulák. Ide tartozik a dezoxiribóz-foszfát-csoport és adenin-, guanin-, citozin- vagy timintar­

talmú nukleotidokból szintetizálódó DNS és aminosavak a ribóz-foszfát-csoport, valamint az adenin-, kötődési guanin-, citozin- vagy uraciltartalmú nukle-helye otidokból felépülő RNS-molekula.

A DNS-molekula képzése szemikonzervatív repliká-ciós mechanizmussal történik.

Az endonukleázok hatására felnyíló DNS kettős spi­ráljának mindkét szála mintául szolgáló (templát) fonal. Ide érkeznek az aktivált anyagok, amelyek trifoszfátjai-nak makroerg kötéseit a DNS-polimeráz enzim felhasít­ja és így a létrejövő nukleotidokat a keletkező energia felhasználásával láncokká kapcsolja össze. A DNS-fo-nalra mindig a bázispárosodás elvének megfelelően he­lyeződnek fel a nukleotidegységek, vagyis adenintartal-mú nukleotiddal szemben csak timintartalmú nukleotid helyezkedhet el, és a DNS-minta citozintartalmú szálá­val szemben az új szál részeként csak guanint tartalma­zó nukleotid épülhet be (1-11. ábra). Az új DNS-szál kb. 1000 nukleotidot tartalmazó egységenként szintetizáló-dik, melyet a régi szállal hidrogénhídkötések kapcsol­nak össze, majd a molekula újra spiralizálódik. A kész, új DNS-spirál felületére végül rákapcsolódnak azok a marker (jelölő) molekulák, amelyek a fajra, szövetre, sejtre jellemző speciális tulajdonságokat adják. A ribo-nukleinsavak többféle formában találhatók a sejtben. A mRNS a DNS-molekula egyik láncáról szintetizálódik az RNS-polimeráz enzim hatására. A mRNS-molekula egyetlen fonalból áll, a DNS adenintartalmú nukleotid-jával szemben RNS-képzéskor uraciltartalmú nukleotid épül be a képződő molekulába. A mRNS-képzés folya-

1-12. ábra. A tRNS-molekula térbeli szerkezete. A molekula helyenként önmaga körül megcsavarodó térszerkezetét a lépcsőfo­kokhoz hasonlóan ábrázolt hidrogénhídköté­sek rögzítik. A lánc szabad végére kötődik a szállítandó aminosavmolekula

Az emberi test funkcionális szerveződése 36

citozin

uracil

1-13. ábra. Az RNS-molekula kémiai szerkezete. A polinukleotidláncot dezoxiribóz, foszforsav és szerves bázisok alkotják. A molekulába timin helyett uracil épül be

mata a fehérjeszintézis első lépése (lásd: fehérjeszintézis). A transzfer RNS- (tRNS) molekula szintén a DNS-molekula egyik kodogén száláról szintetizálódik, majd leszakadva onnan, jellegzetesen hurkolt térbeli szerkezetet vesz fel (1-12. ábra). A riboszomális RNS (rRNS) a DNS-molekula megfelelő szaka­szának másolata, amely fehérjékhez kötődve két alegységgé szerveződik. Az RNS-molekulák (1-13. ábra) a sejtmagban képződnek, majd kijutva a citoplazmába, a fehérjeszintézis folyamatában vesznek részt.

A fehérjék bioszintézisének első lépése a sejtmagban történő RNS-képzés. Ekkor a felnyíló DNS-molekula egyik szálának szabályozógének által meghatáro­zott szakaszáról egyszálas mRNS-molekula képződik. Ez a folyamat a DNS-ben tárolt genetikai információk átírása (transzkripció).

A mRNS-molekula a maghártya pórusain átjutva a citoplazmában levő rRNS-molekulák felszínére kapcsolódik, ahol hármasával (tripletenként) aktivizálódnak a sorban elhelyezkedő nukleotidjai. A tripletek egy-egy aminosav beépülésének információit tárolják. A citoplazmában ezalatt aktiválódnak az aminosavak és enzimjeik segítségével a megfelelő aminosavspecifikus tRNS-molekulára kapcso-

37 A sejtek működésének élettani alapjai

lódnak. A tRNS-molekula egyik része kodon-antikodon elven kémiai kötéseket alakít ki a mRNS aktivált tripletjével, ha annak nukleotidsorrendje összeilleszthető a tRNS megfelelő tripletjével. Ez a folyamat a leolvasás (transzláció). Egy mRNS-t egymás után több riboszóma is leolvas, így egyszerre több peptidlánc képződhet. A leolvasás iránya meghatározott.

A folyamat kezdetét és végét speciális tripletek (start és stop jelek) kódolják. A szintézis végét jelző triplet után a szintetizálódott fehérjék leválnak a riboszóma felszínéről, majd az endoplazmatikus retikulum és a Golgi-apparátus üregeiben elnyerik végleges szerkezetüket. Az így elkészült fehérje a sejtből eltávozik vagy bent marad a sejtben, és igény szerint funkcionál.

A fehérjeszintézis főbb lépései az 1-14. ábrán láthatók.

RNS-polimeráz

1-14. ábra. A sejten belüli fehérjeszintézis vázlata. A DNS-molekula adott szakaszának egyik száláról (kódoló szál) az aktivált nukteotidokbál mRNS képződik. A mRNS-molekula a rihoszomára tapad, ahova az akti­vált aminosavakat szállító tRNS-molekidák érkeznek. A tRNS-ek felismerik a mRNS információit és ennek meg­felelően csatlakoznak a polipeptidlánchoz. A szabaddá vált tRNS- molekulákhoz újabb aminosavak kötődnek. A

folyamaihoz aktiváló enzimek és ATP szükségesek

Az emberi test funkcionális szerveződése 38

A sejtek reprodukciója A szervezetben az egyes szöveteket, illetve szerveket alkotó sejtek élettartama

különböző lehet. Vannak sejtek, amelyek csupán néhány napig élnek (pl. a bélhám­sejtek élettartama kb. 2 nap, a fehérvérsejteké 10 nap), mások élettartama hosszabb, több hónap is lehet (pl. a vörösvértestek esetében kb. 120 nap), vannak olyan lymphocyták is, amelyek élettartama több év is lehet.

Függetlenül a sejtek élettartamától, a sejtműködés egyik lényeges mozzanata a sejtek szaporodása, vagyis az az életjelenség, amelynek során a sejtek önmagukhoz hasonló utódsejteket produkálnak, illetve genetikai állományuk jellegzetes meg­osztásával újabb lehetőségeket teremtenek az örökítő anyag továbbélésének, ezzel biztosítva az élet folyamatosságát. A sejtek osztódási készsége nagymértékben függ a differenciáltságuk, érettségük fokától. A nagymértékben differenciált sejtek elvesztették osztódóképpességüket, mivel hiányzik belőlük az osztódáshoz nélkülözhetetlen sejtközpont. Ilyen nem osztódó sejtek a neuronok, a harántcsíkolt izomrostok vagy az érett petesejtek. A sejtek egy csoportja — bár magas szinten differenciált — bizonyos körülmények között visszanyerheti osztódóképességét. Ez jellemző pl. a máj vagy a vese sejtjeire regeneráció alkalmával.

A szervezetben vannak ún. őssejtek is. Ezek, ha osztódnak, akkor nem önmaguk­hoz hasonló, hanem attól eltérő sejteket produkálnak. Ez jellemzi pl. a csontvelő haemocytoblastjait. Az állandóan osztódó (citogén) sejtek többek között az ivarmi­rigyek, a bőrhám vagy a bélhám sejtjei.

A sejtosztódást kiváltó közvetlen okot még nem ismerjük minden részletében, de ismerünk néhány olyan anyagot, amelyek a sejtek osztódását gátolják (endogén kalonok) vagy éppen ellenkezőleg, gyorsabbá teszik azt (pl. androgének és egyéb szteroid hormonok).

Az osztódó sejtek élete a sejtciklusban zajlik. A két osztódás közötti szakaszban (interfázis) a sejtek előállítják az osztódáshoz szükséges nukleinsav-mennyiséget (DNS-szintézis), fehérjéket és természetesen az energiaigényt fedező makroerg molekulákat (ATP, GTP, UTP stb.).

Az élő szervezetben alapvetően kétféle sejtosztódási forma létezik:

Mitózis: ez a sejtosztódási forma valamennyi testi sejtre és az éretlen ivarsejtekre jellemző. A mitótikus osztódással szaporodó sejtek az interfázis kezdetén 46 kro-matidát tartalmaznak. Ezt követi a DNS-szintézis által a kromatidák megkettőző­dése. A közvetlen sejtosztódást megelőző időszakban a sejtekben 46 kromoszóma (két kromatidás állapot) található. A mitózis során a 46 kromoszóma kromatidáira hasad és az osztódási folyamat végére kialakul a két új, egyenként 46 kromatidát tartalmazó sejt. Mivel a kromoszómákat alkotó két kromatida teljesen azonos genetikai információkat tartalmaz, így a kialakult két sejt tulajdonságai is teljes mértékben megegyeznek egymással. A sejt ezután egy újabb ciklus interfázisának kiindulási állapotába kerül, és a folyamat kezdődik elölről. A mitózis végeredmé­nyeként két teljesen azonos kromoszómaszámú utódsejt keletkezik, ezért ezt a sejtosztódási formát számtartó osztódásnak nevezik. Az ivarszervekben ilyen mó­don jön létre több százezer éretlen őspetesejt (ovogonium) és ősspermium (sper-miogonium), amelyekből az érési osztódás folyamán válik fogamzó-, illetve termé­kenyítőképes érett ivarsejt.

Meiózisnak nevezzük az ivarsejtek érési osztódását, melynek során a kromoszó­mák genetikai információtartalma megváltozik (rekombinálódás jön létre a génál-

39 A sejtek működésének élettani alapjai

1-15. ábra. A mitózis és meiózis összehasonlítása. I.:a mitózis diploid sejtből (a) indul ki. A metafázis-, ban a kromoszómák az egyenlítői síkban rendeződnek, centroméráikra magorsófonal (b) kapcsolódik. Az anafá-zisban kromatidákra válnak (c), majd a maghártya befűződésével két diploid sejt (d) keletkezik. II.: A meiózis

diploid ősivarsejtekből (a) indul ki. A metafázisban a homológ kromoszómák között a genetikai állomány részle­gesen kicserélődik (b), majd a homológok egymástól elválnak (c). Ezután egy mitotikus osztódás következik,

melynek eredménye négy haploid ivarsejt (d)

lományban), a sejtek új tulajdonságokkal bírnak, a sejtmag anyaga „megfiatalo­dik". A meiózis két sejtosztódásból álló folyamat, amelyek között nincs nyugalmi állapot. Az első osztódás során a hasonló alakú, anyai és apai eredetű kromoszó­mák párokat képeznek és így 23 kromoszómapár jön létre. A párok tagjai szorosan egymáshoz tapadnak, miközben genetikai állományuk egy részét kölcsönösen kicserélik egymással (crossing over). Az első osztódás végére a párok tagjai szét­válnak, és így a 46 kromoszómát tartalmazó sejtből két 23 kromoszómát tartalmazó sejt lesz. Ezt követi a második osztódás, amely szabályos mitózis. A folyamat végeredménye négy 23 kromatidás utódsejt, amelyek a sejtosztódási ciklus S fázisában 23 kromoszómás sejttekké válnak. Ezt az osztódási formát redukciós vagy számfelező osztódásnak nevezik, mivel a 46 kromoszómát tartalmazó kiindulási sejt, ún. diploid (2n) kromoszómakészlete megfeleződik és haploiddá (n) válik. Az érett ivarsejtek tehát haploidok és a megtermékenyítés során a kétféle ivarsejt összeolva­dása révén áll helyre az emberi fajra jellemző diploid kromoszómagarnitúra.

A mitózis és a meiózis folyamatának összehasonlítását az 1-15. ábrán mutatjuk be.

A spermiumok és a petesejtek érési osztódásának üteme eltér egymástól, de a mechanizmusuk azonos. A meiózisnak köszönhető az egyedek rendkívüli változatossága, és az is, hogy az utódoknak a szüleikhez való hasonlósága változó mértékű lehet. Merőben új jellegek is megjelenhetnek, illetve eltűnhetnek egyes szülői tulajdonságok.

A kromoszómapárok véletlenszerű szétválásából eredően (nem számítva a crossing overek számát) elvileg egy szülőpárnak 70 billió különböző tulajdonságú gyermeke lehetne.

Az emberi test funkcionális szerveződése 40

Fizikai tényezők

l-l. táblázat

A legyakoribb sejtosztódást károsító hatások

röntgensugárzás radioaktív sugárzás hőhatások vibráció stb.

Kémiai tényezők citosztatikumok nukleinsav antimimetikumok (brómdezoxiuridin, ametropterin stb.) ólom-acetát harci gázok (mustárnitrogén) etanol benzolszármazékok higanyszármazékok kábítószerek (LSD) szerves foszforsavszármazékok egyes gyógyszerek (szteroidok, arttikonvulzív szerek stb.)

Betegségek vírusfertőzések (rubeola, HIV, SV40, herpes stb.)

mycoplasmafertőzés egyes anyagcsere-betegségek stb.

A sejtek osztódása programszerűen zajlik le, de bizonyos körülmények ( l - l . táblázat) ezt a folyama­tot megzavarhatják. Pl. a keletkező testi sejt vagy ivarsejt kromoszómaszámában vagy magában a kromoszóma szerkeztében eltérés (aberráció) jön létre. Ezek a rendellenességek érinthetik a testi jellegeket kialakító géneket tartalmazó, ún. autoszómákat és a nemi szervek kialakításáért felelős ivari kromoszómákat is. A rendellenességekből adódó betegségek megnyilvánulása és kimenetele változó, és bizonyos esetekben (pl. autoszómás monoszómiák, egyes poliszómás állapotok, deléciók) az élettel nem összeegyeztethető elváltozások lépnek fel.

Az életkor előrehaladtával a sejtszabályozási folyamatok gyakran pontatlanná válnak, illetve a szervezet is több károsító hatásnak van kitéve. Ezzel magyarázható az, hogy az idősebb korú anyák (40 év felett) és apák gyermekei között lényegesen több olyan fejlődési rendellenességgel sújtott egyént találunk, akiknél a betegség osztódási rendellenességre vezethető vissza, mint a fiatalabb korú szülői populációban.

Ugyancsak összefügg az életkorral, valamint más (pl. a külső környezeti) hatásokkal és az öröklött hajlammal a kóros sejtszaporodás következtében kialakuló daganat (tumor, neoplasia). A folyamat sejttani alapja a sejtosztódás szabályozásának meghibásodása. A kontrollálatlan sejtburjánzás atípusos (pl. több sejtmagvú, változó kromoszómaszámú, tört kromoszómákat tartalmazó) sejteket produkál, amelyek anyagcseréje is eltér a normálistól. Pusztulásuk üteme lassúbb, mint az egészségeseké, részben ez is oka a felhalmozódásuknak. A daganatsejtek leegyszerűsödött szerkezetűek. A sejtek elhalása a szövet csökkent működéséhez, az adott szerv funkcionális zavarához vezet.

A sejtek differenciálódása Az emberi testben mintegy l00-féle különböző sejt van. Ezek eltérnek egymástól

mind méreteik, mind alakjuk és működésük tekintetében. A szervezet valamennyi sejtje egyetlen sejtből, a megtermékenyített petesejtből származik, ennélfogva ge­netikai állományuk megegyezik a zigótáéval, mégis a fejlődés során egyik sejtből neuron, a másikból porc-, a harmadikból vér- vagy izomsejt alakul ki. Felvetődik a kérdés, hogy mi az oka az azonos genetikai információtartalmú sejtek morfológiai és strukturális különbözőségének.

A megtermékenyített petesejt fejlődési potenciája végtelen, mindazon lehető­ségek megvannak a génjeiben, amelyek lehetővé teszik, hogy a szervezet valameny-

41 A sejtek működésének élettani alapjai

nyi sejttípusát létrehozza. Ez az omnipotens (mindenre képes) sejt a differenciálódás biológiai folyamatában lassanként elveszti a minden irányban lehetséges fejlődési képességét, specializálódni kezd.

Az embrionális fejlődés korai stádiumában kialakult csíralemezek bár „sokat tudnak" (multipotensek), sokféle szervet, szövetet hoznak létre, de már bizonyos elkötelezettséggel bírnak. így pl. az idegrendszer elemei csakis az ectodermából fejlődhetnek ki vagy a gerinchúr sejtjeit csak a mesoderma képes létrehozni.

A csíralemezekből differenciálódott szervelőtelepek, szervkezdemények többfélére képesek (pluri-potensek). Kialakíthatják az egy-egy szerv felépítésében részt vevő különböző szöveti struktúrákat. Pl. az embrionális gonádelőtelep a fejlődés bizonyos szakaszában indifferens, vagyis petefészek és here egyaránt kialakulhat belőle. A fejlődés további irányát az szabja meg, hogy e gonádelőtelep sejtjei milyen genetikai információt hordoznak. Y ivari kromoszómatartalmú sejtek esetében a gonádtelep belső, velőállománya indul szaporodásnak, a külső, kéregállomány sejtjeinek rovására here felé, míg Y kromoszóma hiányában a folyamat fordított, és petefészek kialakulásához vezet.

A potenciák beszűkülésének végső állomása a csak egyféle, meghatározott működésre differenciált (unipotens) sejt. Pl. hemoglobint csak a vér reticulocytái képesek előállítani, erre specializálódtak.

Az az időpont, amikor eldől egy sejt jövendő sorsa, vagyis az, hogy milyen sejt válik a zigótából, a gének szintjén bekövetkező biokémiai változás ideje. Ez a változás a determináció, mely úgy is értelmezhető, hogy a sejtekben azok a gének, amelyek a többi sejtre jellemző tulajdonságokat kódolják elnyomott (represszált) állapotban vannak vagy csak nagyon kis intenzitással működnek. A differenciált sejtekre jellemző tulajdonságokat kódoló gének nagy hatásfokkal működnek, ez

eredményezi az adott sejtnek a többi­től való elkülönülését. A differenciáló­dás tehát potenciálbeszűkülést, de ugyanakkor tökéletesedést is jelent. A differenciált sejt „kevesebbet tud" mint a zigóta, de amit tud, azt „sokkal jobban tudja". A fejlődési potenciák beszűkülését a differenciálódás során az 1-16. ábra szemlélteti.

A determináció és a differenciáció a sejtek fejlődésének fontos tényezői.

A determináció a sejtmag örökítő-anyagában tárolt információ, mely­nek megvalósulása a sejt citoplazmá-jában lejátszódó biokémiai folyama­tok összessége. E folyamatok hozzák létre a sejtre jellemző általános és spe­ciális sejtalkotókat, enzimrendszere­ket és mindazokat a fizikai-kémiai és biológiai struktúrákat, amelyek vé­gül is az omnipotens zigótából szár­mazó sejtek egyedi sajátosságait ki­alakítják.

A differenciálódott sejtek szöveteket képeznek, és ott egymással összehan­goltan végzik speciális működésüket.

totipotens sejtek

(zigóta)

multipotens sejtek

(csíralemezek)

pluripotens sejtek

(szervkezdemények)

unipotens sejtek

(differenciált sejt)

1-16. ábra. A sejtek fejlődési potenciáljának alakulása a differenciálódás során. Fejlődési lehe­tőségeik beszűkülésével (vonalazott terület) egyre in­kább specializálódnak, funkcióik korlátozódnak

Az emberi test funkcionális szerveződése 42

Előfordul, hogy a szervezetben hasonló feladatot más-más szövethez tartozó sejtek végeznek. Pl. a test mechanikai védelmében részt vesznek a zsírszövet sejtjei éppúgy, mint a hámszöveté, vagy az immunológiai védelemben részt vesznek a vér fehérvérsejtjei, a laza rostos kötőszövet sejtjei (plazmasejtek, hízósejtek, histi-ocyták), a nyirokszervek retikuláris kötőszövetes sejtjei vagy a mandulák felszínén lévő retikuláris hámszövet sejtjei is. Mivel a szervek többféle szövetet tartalmaz­nak, így többféle funkciót is képesek ellátni. Ezek közül az egyik a szerv alapvető feladatát jelenti, a többi másodlagos funkció. Pl. a csontvázrendszer elsődleges feladata a szilárdítás, a belső váz képzése. Ezenkívül az izmok tapadási helye, de jelentősége van a vérképzésben is. Egészséges körülmények között e három funk­ciót harmonikusan látja el. Kóros körülmények között, pl. a csontvelőből kiinduló rosszindulatú sejtburjánzások esetében a vérsejtképzés kerül előtérbe, a csontok és ízületek anyagcseréjében zavar keletkezik, szöveti elhalások, degenerálódások lépnek fel, melyek végül a csontvázrendszer támasztó funkciójának csökkenését eredményezik.

Sérülések, fertőzések, különböző megbetegedések gyakran okoznak sejtpusz­tulást, szöveti elhalást. A sérült szöveti részek pótlódása a regeneráció folyamatá­ban valósul meg. A regeneráció alapja az, hogy léteznek olyan sejtek, amelyek visszanyerhetik sokirányú fejlődési képességeiket és megfelelő körülmények kö­zött a sérült szövet sejtjeit pótolhatják. Ez fiziológiásan is bekövetkezik a rövid élettartamú hámsejtek pótlásakor. A szervezetnek az a készsége, amely a sebek gyógyulási folyamataiban nyilvánul meg, és ezáltal a szövetek, szervek visszanye­rik eredeti működésüket, a helyreállító pótlás, azaz a reparációs folyamat. Ez történik a törött csontok gyógyulásakor is.

Sejtcsoportok, szövetek kialakulása és működése

Az egyedfejlődés során a megtermékenyített petesejtből sorozatos sejtosztódá­sok eredményeként sejthalmazok (szedercsíra vagy morula), később szorosabb kap­csolódások révén sejtcsoportok jönnek létre. A sejtek sejtcsoportokba való társulása (asszociáció) során megváltozik azok egymáshoz, illetve a környezethez való viszo­nya, új lehetőségek nyílnak meg a további fejlődés számára. A sejtek információs rendszerében rejlő képességek és a környezet kínálta lehetőségek az alkalmazko­dás (adaptáció) útján a sejttársulásokban részt vevő egységek alaki és működési megváltozását eredményezik. A sejtcsoporton belüli működésváltozás, illetve mű­ködésmegosztás a sejtek differenciálódásához vezet.

Az önfenntartó és a szaporítósejtek elkülönülését a csíralemezek megjelenése követi (ecto-, ento-, majd mesoderma), amelyek azután a további fejlődés során, fejlődési potenciájuk részleges beszűkülésével szövetekké differenciálódnak.

A szövet tehát nem más, mint az azonos csíralemezekből származó, azonos szerkezetű és adott funkció ellátására specializálódott sejtek csoportja.

Az embrionális mesenchyma ősi sejttípusai a fejlődés során a szervezetben négyféle alapszövetet hoztak létre:

43 Sejtcsoportok, szövetek kialakulása és működése

a hámszövetet, a kötő- és támasztószövetet, az izomszövetet, valamint az ideg­szövetet. A következőkben ezek főbb morfológiai és funkcionális jellemzőit tekint­jük át.

Hámszövet A hámszövet sejtjei szorosan egymáshoz illeszkednek, közöttük a sejt közötti

állomány igen kevés. A szövet táplálása az alatta elhelyezkedő kötőszövetből történik.

A hámszövet sejtjei alakilag lehetnek széles, lapos sejtek (laphámsejt), cson­kagúla formájúak (köbhámsejt) és megnyúltak (hengerhámsejt) (1-17. ábra). Az egyes sejtféleségek a szervezetben egy vagy több rétegben helyezkednek el.

1-17. ábra. A hámszövet sejttípusai, a: Öt-hatszögle-tű alapú, kerek sejtmagvű lap-hámsejt, b: csonkagúla formá­jú köbhámsejt, c: hengerhám­sejt, felszínén felületnagyobbí­tó képletek is előfordulhatnak (pl. csillák). A magjuk meg­nyúlt, középen helyezkedik el

1-18. ábra. Urothelium. A húgyhólyag hámjában jól láthatók a legfelső sejtsor kidomborodó egy- vagy kétmagvú ernyősejtjei

A hámszövet az egyik legváltozatosabb szövetféleség. Szerkezetéből adódóan sokoldalú funkciót lát el, ennek alapján csoportosíthatók.

A fedőhám felszíneket borító, üregeket bélelő szövetféleség. Az aránylag kisfokú mechanikai igénybevételnek kitett területeken csupán egyetlen sejtréteg­ből áll, ezáltal lehetővé válik rajta keresztül a gázok, folyadékok diffúziója. A fedőhám tehát a transzportfolyamatok aktív résztvevője.

Egyrétegű laphámszövet képezi pl. a tüdőalveolusok felszínét, a kapillárisok és a vér- és nyirokerek falát, a testüregeket bélelő savós hártyák hámját stb. Egyes hámsejtek felszínén csillószőrök is találhatók, ezek mozgása segít az anyagok áramlásában (pl. petevezető, orrüreg nyálkahártyája stb.). A nagyobb mechanikai igénybevételnek kitett területeken a hámsejtek több rétegben helyezkednek el.

A nedves közeg felé tekintő felszíneket többrétegű, el nem szarusodó laphám­szövet borítja. Legjellemzőbb ez a szövet a nyálkahártyára, a szájüreg, a nyelőcső, a hüvely, a végbélnyílás és a szaruhártya felszínén. A férfi húgycsőben és a kötőhártya áthajlási redőjében többrétegűhengerhámszövet, az urothelium található. A legfelső sejtsor átmetszetben ernyő alakú sejtjei jól alkalmazkodnak a térfogat-és nyomásváltozásokhoz (1-18. ábra).

A mechanikai és kémiai szempontból legellenállóbb szövetféleség a többréte­gű elszarusodó hám. Ez képezi a szervezet kültakaróját (bőr), s mivel az egész szervezet felszínét beborító képlet, sokrétű funkciója részletesebb tárgyalást igényel.

Az emberi test funkcionális szerveződése 44

A bőr alapvetően három rétegből áll, ezek szerkezete meghatározza egyúttal a funkcióját is. Rétegeit és jellemző képleteit az 1-19. ábrán mutatjuk be.

Legfelső rétegét (epidermis) több rétegben laphámsejtek alkotják. Az alsó részből (stratum germinativum) folyamatosan képződő sejtek néhány nap alatt a felszínre érve, mint mag nélküli, élettelen szarusejtréteg (stratum corneum) borítják a felüle­tet, majd lelökődnek onnan. A hámréteg vastagsága függ az életkortól (magzati korban nagyon vékony) és a környezeti hatásoktól. A fokozott mechanikai hatá­soknak kitett helyeken (pl. sarok, fizikai munkát végzők tenyere) a sejtosztódás intenzitása nő. A szarusodási folyamat kóros felgyorsulása a hajas fejbőrön korpá-sodást idéz elő. Mivel a felhám sejtjei szorosan érintkeznek egymással, így védel­met nyújtanak a külső ártalmakkal (kórokozók, vegyi anyagok, felázás stb.) szem­ben. A szaruréteg zsírtartalmának csökkenése a bőrfelszínt szárazzá, repedezetté teszi, csökkentve annak védőhatását. A hámsejtek egy része sötét színű festékanya­got (pigmentet) termelő melanocyta. A pigmenttermelés mértéke a melanocyták aktivitásának függvénye. Ezt részben környezeti hatások (fénybesugárzás), rész­ben genetikai jellegek határozzák meg. A melanin véd a bőr mélyebb rétegeibe hatoló, gyulladást keltő ultraibolya sugaraktól. (A hirtelen vagy túl sok napozás bőrgyulladást, hólyagképződést, korai ráncosodást, bőrrákot okozhat.) A mela-nocytákból festékes anyajegyek alakulhatnak ki. A pigmentképző sejtek körülírt hiányakor a bőrön fehér foltok jelennek meg (vitiligo betegség). A kültakaró

verejtékmirigy szőrtüsző zsírszövet Vater-Paccini-féle végtest (tapintó idegvégződés)

1-19. ábra. A bőr szerkezete. 1: Epidermis (felszíne elhalt hámréteg, ide nyíl­nak a mirigyek kivezetó'csövei). 2: Corium (idegekben, kötőszöveti rostokban

gazdag szövetréteg). 3: Subcutis (a zsírszövet sejtjei között idegvégződések, mi­rigyvégkamrák, szőrtüszők láthatók)

45 Sejtcsoportok, szövetek kialakulása és működése

sérülése folytán keletkezett sebek gyógyulásának eredményeként fokozódik a hámsejtek osztódása, így néhány nap alatt pótlódik a hiányzó bőrfelület.

A felhám alatti irha (corium) alapvető feladata a külső ártalmakkal szembeni védelem. Ez főleg sejtjei által valósul meg, melyek részben a megfelelő rugalmas­ságot biztosító kollagént termelik (fibroblastok, fibrocyták), az allergiás folyama­tokban szerepet játszó hisztamint szabadítják fel (hízósejtek), illetve fagocitálnak (histiocyták). Az irharéteg sejt közötti állománya jelentős mennyiségű víz megkö­tésére képes.

A kültakaró legalsó rétege (subcutis) — mivel főleg zsírszövet képezi — legin­kább a mechanikai védelemben, a hőszigetelésben és az energiatárolásban vesz részt. A zsírréteg vastagsága a tápláltság fokának függvénye, de öröklött tulajdon­ságok is befolyásolják. A testtájankénti zsírmegoszlást részben hormonális ténye­zők alakítják (emlő, csípő-far tájék), így szerepet játszanak a másodlagos nemi jellegek kialakításában is.

A bőr járulékos képletei a testszerte elhelyezkedő verejtékmirrigyek és az egyes testtájakon előforduló illat- és fagyúmirigyek. A verejtékmirigyek működését az idegrendszer szabályozza. Nagy melegben a fizikai hőleadás döntő formája a bőrfelszínre került verejték elpárolgása következtében fellépő hőelvonás. Az illat­mirigyek elsősorban a hónalj, az emlő és a nemi szervek tájékán fordulnak elő. Váladékuk szervesanyag-tartalma nagy, a baktériumok könnyen elszaporodnak benne, így a bomlás során kellemetlen szagot okoznak. Az illatmirigyek működését a női nemi hormonok ciklusosán befolyásolják. A faggyúmirigyek legsűrűbben a homlok tájékán, és a hajas fejbőrön helyezkednek el. A faggyú zsírossá teszi a bőrt és a szőrszálakat. A faggyútermelést a hím nemi hatású hormonok serkentik, ezért pubertáskor a bőr zsíros, időskorban szárazzá, ráncossá válik.

A szőr- és hajszálak az epidermis termékei, képződményei. Magzati életkorban az egész testet finom magzatpihe (lanugo) borítja. Ez a gyengén pigmentált piheszörzet a bőrfelszín nagy részén a születés után is fennmarad. A végső (terminális) szőrzet vastagabb szálú, erőteljesen pigmentált. Ez képezi a hajat, a szemöldököt, a hónalj-és szeméremszőrzetet, férfiaknál a bajuszt és szakállt, a mellkas és a has szőrzetét. A haj és szemöldök kivételével a végső szőrzet kialakításában az androgén hormo­noknak van szerepük, de a pigmentáltság és a sűrűség genetikailag meghatározott. A női szervezet kórosan magas androgénhormon-szintje az arc szőrösödését ered­ményezi (hirsutismus). A szőr- és hajszálak növekedése ciklikus. Az elöregedett hajszálakat az alatta levő, növekedő új szál lelöki. Fiziológiásan naponta kb. 100 szál hullik ki. Fokozott, de reverzibilis hajhullást idézhet elő lázas állapot, stressz­hatás, terhesség, szülés, gombás fertőzés, gennyes góc (pl. fog), esetleg idült gyulladás (tonsillitis). A gócok felszámolása után a haj újra kinő.

A férfiaknál örökletes alapon bekövetkezhet a szőrtüszők sorvadása, emiatt jellegzetes hajhullás kezdődik a fejtetőn és a halánték körül. Végső esetben ez kopaszsághoz vezet. A szőrszálakban keletkező légbuborékok miatt idővel csök­ken a pigmenttermelés, a szálak kifehérednek. Az őszülés kezdetét és mértékét örökletes tényezők és a környezet is befolyásolja.

Az ujjak utolsó percének háti oldalán kialakuló lapos, élettelen szarulemez a köröm. Fontos szerepet játszik a tapintásban és az ujjperc védelmében. Növekedése napi kb. fél mm. Fertőzések, vegyszerek, egyes betegségek következtében a köröm­lemez töredezetté, vékonnyá válhat vagy éppen kórosan megvastagodhat.

A fentiekből következően a bőr legfontosabb élettani funkcióit a következőkben foglalhatjuk össze:

Az emberi test funkcionális szerveződése 46

1 Védelmet biztosít a külvilág mechanikai, fizikai, kémiai és biológiai ártalmaival szemben.

2 A subcutisban található receptorok, illetve szabad idegvégződések által érzékeli a külvilág ingereit, ennélfogva mint érzékszerv is funkcionál.

3 Mirigyeinek aktív kiválasztó tevékenysége segít a hőszabályozásban és a só-víz háztartás egyensúlyában.

4 Rugalmas szerkezete lehetővé teszi az alatta levő képletek (pl. ízületek) műkö­dését.

Mirigyhám: a szövet sejtjei szekréciós tevékenységre specializálódtak. A váladék­termelés módja többféle lehet (lásd a sejtszekréciót). A mirigyhámsejtek előfor­dulhatnak önállóan a fedőhámban (pl. nyálkatermelő kehelysejtek) vagy kisebb sejtcsoportokat is képezhetnek (pl. férfi húgycső hámjában). A leggyakrabban azonban ún. végkamrákat alkotva a kötőszövetben helyezkednek el. A mirigyvég­kamra típusok az 1-20. ábrán láthatók.

~ Ha a végkamrát kivezetőcső köti össze a felszínnel, akkor külső elválasz­tású (exokrin) mirigyekről beszélünk. A váladék minősége szerint savós (serosus) és nyáktermelő(mucinosus) mirigyeket különböztetünk meg.

~ Ha a kivezetőcső a fejlődés során felszívódik, akkor belső elválasztása (endokrin) mirigy alakul ki, ilyenkor a váladék a vérbe jut.

Felszívóhám:a szövetet képező sejtek felszínén felületnagyobbító kitüremke­dések találhatók. Ilyenek a bélhámsejtek felszínén levő mikrobolyhok vagy az epehólyagot fedő egyrétegű henger­hámsejtek kutikulája. A felszívó tevé­kenység energiaigényes folyamat, ezt jelzik a mikrobolyhok közelében nagy számban előforduló mitochondriumok.

Pigmenthám: ez a szövetféle a szem ideghártyájában egyetlen réteg­ben elhelyezkedő köbhámsejtekből áll. A sejtek citoplazmájában barna színű festék­anyag (melanin) található.

Érzékhám:az érzékszervekben elő­forduló érzékhámsejtekbóí és ún. támasztó-sejtekbőí álló szövet. Az érzékhámsejtek módosult hengerhámsejtek felszínükön b sejthártya kitüremkedésekkel. Ezen képletek fizikai vagy kémiai ingerlése-

1-20. ábra. Külső elválasztási! (exokrin) mirigy­végkamrák, a: Tubuláris (csöves) mirigyvégkamra egyszerű és összetett formája, b: Egyszerű és összetett alveoláris (bogyós) mirigyvégkamra. c:Tuboalveolá-ris (csöves-bogyós) elágazó mirigyvégkamra

47 Sejtcsoportok, szövetek kialakulása és működése

kor a sejtek ingerületbe kerülnek. Az érzékhámsejt nyúlványa maga is szállíthatja az ingerületet a központba (pl. a szaglóhám érzéksejtei) vagy mint a többi érzékszerv esetében, az ingerület a sejtektől idegrostokon terjed a megfelelő közpon­tok felé (1-21. ábra).

1-21. ábra. Érzékhámsejtek az egyensúlyozó szervből. A megnyúlt támasztósejtek (1) között hosszú, nyúlványos érzékhám-sejtek (2) láthatók, melyek alapjáról idegvégződés szállítja (3) az ingerületet

Kötőszövetek A kötőszövetek alapvető feladata a szervek közti terek kitöltése, a szövetek és szervek

összekapcsolása, ezáltal létrehozva a szervezet belső közegét. E funkciók ellátását a szövet speciális sejtejei (fibroblastok, histiocyták, hízósejtek, zsírsejtek) és az általuk termelt sejt közötti állomány teszi lehetővé. A sejt közötti állomány bázisát nagy mennyiségű víz megkötésére képes hosszú poliszacharidláncokból és fehér­jéből álló hálózat képezi. Ebbe ágyazódnak be a kötőszöveti rostok.

Három rosttípust különböztethetünk meg, a kollagén, az elasztikus és a retikuláris rostokat.

Az egyes kötőszövet-féleségek a rostok és az alapállomány mennyiségi és minő­ségi arányaiban térnek el egymástól. Ez képezi csoportosításuk alapját is.

Az embrionális kötőszövet nyúlványos mesenchymasejtjei a felnőtt szerve­zetben a hegesedési folyamatokban játszik szerepet.

A laza rostos kötőszövet a szervek sövényeit, izompólyák, erek, idegek kötőszöveti borítását képezi. Az ínsejt képe és kapcsolata a kötőszöveti rostokkal az 1-22. ábrán látható.

Az elasztikus kötőszövet az artériák falában lemez alakú szövedéket képez. A retikuláris kötőszövet a vérképző szervek alapváza. A sejtdús kötőszövet a belső női nemi szervek kötőszöveti rétege. Sejtjei

szekréciós tevékenységet folytatnak. Speciális folyékony kötőszövet a vér és a nyirok.

A kötőszövet védelmet nyújt a mechanikai és kémiai ártalmakkal szemben. Fagocitáló és ellenanyag-termelő sejtjei (histocyták, plazmasejtek) sajátos belső védelmi rendszert képeznek. Ezt a rendszert összefoglalóan RES-nek (reticuloen-dothelialis szisztéma) nevezik.

1-22. ábra. A tömött rostos kötőszövet és az ínsejtek. a: Az ínsejt térbeli modellje, b: A sejt ol­dalainak mélyedéseiben (2) elhelyezkedő' kollagénros­tok (1) az ínszövet jellegzetes képét alakítják ki

Az emberi test funkcionális szerveződése 48

A kötőszövet sejttípusai az 1-22., illetve az 1-23. áb­rán láthatók. A kötőszöveti alapállományt egyes bakté­riumok bontó enzimjeikkel fellazíthatják, így a gyulla­dásos területre sejtek is be­szűrődhetnek. A hízósej­tekből a gyulladásos reak­ció során hisztamin szaba­dul fel. A kötőszövet bioké­miai sajátosságai révén nemcsak a sók és a víz meg­kötésére, hanem zsírtáro­lásra is alkalmas. Folyadék-vesztéses ál lapotok (há­nyás, hasmenés, égés) csök­kentik víztartalmát, ennél­fogva a szövet összeesik, „kiszárad", más esetekben a sok víz megkötése folytán kórosan megduzzad és ví-zenyő (ödéma) keletkezik.

Támasztószövetek A húzó- és nyomóerőknek is jól ellenállnak. Fajtái a zsírszövet, a porcszövet és a

csontszövet.

A zsírszövet sejtjeiben a triglicerideket tároló zsírcseppek a magot és a plazmát a sejt szélére kiszorítják, így jönnek létre a szövet jellegzetes, ún. pecsét­gyűrű alakú sejtjei. Képe a laza rostos kötőszövet sejtjei között látható. A zsírszövet a szervezetben részben diffúzan (bőr alatti zsírszövet), másrészt zsírtestek (corpus adiposum) formájában fordul elő, (női emlő, orcák állománya stb.). A szövet elsődleges feladata az energiaraktározás. Ezenkívül szerepet játszik a hőszigetelés­ben és a mechanikai védelemben, valamint a nők másodlagos nemi jellegének kialakításában is. Az újszülöttek és csecsemők hőszabályozásában a bő vérellátású, ún. barna zsírszövet vesz részt. A tarkó, hát, vesék tájékán raktározódó szövet a kémiai hőtermelés döntő színtere. A zsírszövet tömege az életkorral általában növekszik. Kialakulásában döntő szerepe van a mozgásszegény életmódnak és a helytelen táplálkozásnak. A nagy zsírsejtű, hypertrophiás elhízás megfelelő életmód­dal mérsékelhető. A csecsemő- és gyermekkori túl táplálás következtében felszapo­rodó zsírsejtek okozta hyperplasiás elhízás mérséklése felnőttkorban már nehezebb.

A porcszövet alapegységei a több porcsejtből álló chondronok (1-24. ábra). A porcsejtek szintetizálják a sejt közötti alapállományt és a benne található kollagén­rostokat. Ezek fizikokémiai tulajdonságai eredményezik a porcszövet kopásállását, rugalmasságát és nagy nyomási szilárdságát. A sejt közötti állomány minősége szerint megkülönböztetünk: Malin- vagy üvegporcot az ízületek felszínén, kollagén-

1-23. ábra. A laza rostos kötőszövet sejtjei és rostjai, a: Nyúl-ványos fibriocyta, b: szabálytalan alakú, szemcsés plazmájú histi-ocyta, c: hízósejt, plazmájában heparinszemcsék, d: pecsétgyűrű ala­kú zsírsejt, e: lymphocyta, f: jellegzetes mag alakú plazmasejt, g:szegmentált magvú granulocyta. A sejtek között vékony elasztikus és vastagabb kollagénrostok láthatók

49 Sejtcsoportok, szövetek kialakulása és működése

rostos porcot, az ízületi discusok és me-niscusok, valamint a csigolya közti porc­korongok területén és rugalmas rostos porcot a gégefedő, fülkagyló, külső hal­lójárat és a fülkürt területén.

A porcszövet tápanyagellátása döntő­en az ízületi folyadékból (synovia) törté­nik diffúzió útján. A használatból hosszabb időre kikapcsolt (tartós ágy­nyugalom, gipszkötés) porcszövet

1-24. ábra. A porcszövet szöveti egységei. A anyagcseréje lelassul, így a szövet káro-chondronok 2-4 porcsejtből álló szöveti egységek. A sod ik. Az ízületi porc elfajulása (arthrosis) sejteket (a) porctok (b) veszi körül során a porcszövet alapállománya meg­

változik (csökken a proteoglikántarta-lom) és a porc meglágyul. Gyulladásos

folyamatban (arthritis) az ízületi üregben felszaporodó folyadékgyülem enzimatiku-san elbonthatja a porcszövetet, így az ízületi mozgás fájdalmassá válik vagy meg is szűnhet. Az ízületi porcra ható kórosan fokozott terhelés a porcot deformálhatja, és idővel elpusztíthatja. Ugyancsak kihat az ízület felszínén lévő porcra, a csontok megbetegedése is.

A csontszövet a mechanikai terhelésnek legjobban ellenálló, állandó átépülésre képes szövet féle. Sejtes elemei a fibroblastokból származó csontképző sejtek (osteoblas-tok). Ezek termelik a sejt közötti állomány elemi kollagén rostjait, a proteoglikáno-kat és az alkalikus foszfatáz enzimeket, melyek a csontok foszfáttartalmát megha­tározzák. A csontképző sejtekből származó csontsejtek (osteocyták) szilvamag alakú, nyúlványos egységek, a sejt közötti állományba ágyazottan nyúlványaik mentén bonyolítják le a tápanyagforgalmat. Funkciójuk a csontépítés és a csontbontás. A többmagvú, nagyméretű csontfaló sejtek (osteoclastok) a vérképző szervekből szár­maznak. Aktív működésük során az elmeszesedett csontállományt bontják le.

A csontszövet sejt közötti állománya kollagénrostokból és ásványi sókból tevő­dik össze. A szövet mechanikai egységei az osteonok. Ezek egy csatorna (Havers-csa-torna) körül koncentrikus rétegekben elrendeződő rostok és csontsejtek (1-25. ábra). A Ha vers-csatornákat a csontok felszínével lemezrendszer nélküli járatok, a Volkmann-csatornák kötik össze. A Volkmann-csatornán át érkező erek a Havers-csatornában kapillarizálódnak. Innen veszik fel nyúlványaik segítségével a táp­anyagot a legbelső lemez csontsejtjei és adják tovább nyúlványaik mentén.

i. A csontszövet térbeli modellje, a: Csonthár­tya, biosteon, c: Havers-csatorna, d:egy csontsejt (osteocyta)

Az emberi test funkcionális szerveződése 50

A csontszövet rugalmasságát a szerves vegyületek (35 %), mechanikai szilárdságát a szervetlen sók (65 %) biztosítják. A csontok mineralizációját (magnézium-, foszfor-, hidroxil-apatit-beépülést) hormonok (parathormon, kalcitonin) és a D-vitamin aktív alakja is befolyásolják. A kóros mineralizáció csontgyulladást (osteomalacia) okoz.

A csontszövet fejlődése a második embrionális hónapban indul meg a kötőszövetből és a mesenchymából. Ez többféle módon mehet végbe. A mechanikai hatásoktól mentes terüle­teken az erek mentén a csontképző sejtekből csontosodási pon­tok jönnek létre, majd az érdús kötőszövet ezeken a területeken elcsontosodik. Ez a primer csontosodás. Ha a képződő csontot megelőzően kötőszövet vagy porcszövet van jelen, szekunder csontosodásról beszélünk. Kötőszövetes csontosodással fejlőd­nek a koponyatető csontjai és a kulcscsont. Porcszövetből kép­ződnek a hosszú, csöves csontok. Ilyenkor először a porcos csontmodell dia- és epiphysisében jelennek meg a csontosodási magvak. A sorba rendezett porcsejtek közé az erek mentén porcfaló sejtek nyomulnak, és azok egy részét elpusztítják. Helyükön elemi velőüregek képződnek. A sejt közötti állo­mányba kálciumsók rakódnak le. Az elmeszesedett porcban kialakult ún. irányító gerendákra csontképző sejtek teleped­nek, és létrehozzák a csont szerves állományát. A diaphysis és epiphysisek csontosodási magja között megmaradó porclemez (epiphysis) diaphysis felöli része elcsontosodik, míg a végda­rabok felé eső részein új porcsejtek képződnek. Ez a folyamat eredményezi a csontok hosszirányú növekedését (1-26. ábra). Ha a porclemez elcsontosodik, akkor a csontok hossznöveke­dése befejeződik. Lányoknál ez kb. 14-16, fiúknál kb. 16-19 éves korban következik be.

A csontszerkezet kialakításában fontos a csont­képző és a csontfaló sejtek összehangolt működése. Csak így képes alkalmazkodni a fokozott igénybevétel­hez vagy a megváltozott terheléshez. A csontgeren­dák jellegzetes, az erővonalaknak megfelelő elren­deződése ún. trajektoriális szerkezetet alakít ki. A csontszerkezet külső terhelési hatásokra történő megerősödése vagy átrendeződése jelenti a szövet funkcionális adaptációját.

Az egészséges csontszövet a csontbontás és -építés eredményeként folytonosan, egységben átépül. Kóros csontátépüléskor a bontás és építés közti egyensúly megbomlik, csonttömörülés (sclerosis) vagy csontritkulás (osteoporosis) keletkezhet egy csonton vagy csontterületen.

A csontszövet regenerálódóképessége jó. Csonttöréskor a törvégek összeillesztésé­vel és nyugalomba helyezése után a csontképző sejtek csontheget (callus) képeznek.

1-26. ábra. A szekunder csonto­sodás sémája csöves csontban. Az epiphysis csontosodási magja (a) körül minden irányban csontosodási folyamat indul meg. A növekedési porclemez (b) sorba rendezett porcsej-tekből áll, ide nyomulnak a velőűrből (c) az erek és a porcfaló sejtek

Izomszövetek Az izomszövet az idegszövettel együtt az ingerlékeny szövetek közé tartozik.

Jellemző tulajdonsága, hogy ingerek hatására, energiafelszabadítás közben rever­zibilis megrövidülésre képes. Ebből következően a szervezet által végzett mechanikai munka az izomszövethez kötött. Szerkezete és funkciója alapján három csoportra osztjuk.

51 Sejtcsoportok, szövetek kialakulása és működése

Harántcsíkolt izomszövet. Alapegységei a sokmagvú, meg­nyúlt izomrostok. Hosszuk néhány mm-től akár 40 cm-ig terjedhet, át­mérője 10-200 mikrométer közötti. A rostok felszínét sarcolemma fedi, a rost belsejében a szokásos sejtalko­tókon kívül különleges sejtszervek, a sejtet behálózó vékony csőrend­szer (szarkotubuláris apparátus) és a szarkoplazmás retikulum foglalnak helyet. Az izomrostokat kötőszö-vetes állomány tartja össze és fog­lalja kötegekbe. Az izom felszínét vékony kollagén- és elasztikus ros­tokból álló izompólya (fascia) borítja. Mikroszkópos képén a rostokon periodikusan ismétlődő világosabb, egyszeresen fénytörő (izotrop) és söté­tebb, kétszeresen fénytörő (anizotrop) harántcsíkolat látható. A csíkolatot az aktin és miozin makromoleku­lákból felépülő 1 mikrométer körü­li átmérőjű miofibrillumok megha­tározott térbeli elrendeződése ala­kítja ki. Ezekből egy-egy izomrost­ban többszáz vagy többezer talál­ható. Az izotrop szakaszokban csak egyféle makromolekula, az

anizotrop területekben aktin és miozin filamentum egyaránt előfordul. A szarko­tubuláris apparátusban futó T-tubulusok (transzverz tubulusok) rendszere lényegében a sarcolemma betűrődése, amely helyenként behatolva a rost állományába össze­köttetést biztosít a sejtmembrán és a miofibrillumok között. Az erre merőleges lefutású L-rendszer (longitudinális tubulusok) tagjai a miofibrillumok között helyez­kednek el, ingerület hatására a belőlük felszabaduló kalciumionok az izomkont­rakció nélkülözhetetlen elemei. A harántcsíkolt izomzat a vázizmok akaratlagos működését teszi lehetővé. Térbeli modelljét az 1-27. ábra szemlélteti.

A simaizomszövet egységei a két végén erősen elvékonyodó, kb. 50-200 mikrométer hosszúságú, 5-10 mikrométer vastagságú simaizomsejtek. Pálcika alakú magjai a sejtek belsejében az aktin és miozin filamentumok rendezetlen struktúrája következtében mikroszkópos felvételeken a sejt belső szerkezete homogénnek tűnik. A szövetet a sejtek vagy esetleg rostok sűrűn egymáshoz tapadó párhuzamos vagy hálózatos egységekbe rendeződő tömege építi fel, kevés sejt közötti állománnyal és szarkoplazmás retikulummal. A simaizomszövet hossz- és keresztmetszete az 1-28. ábrán látható. A zsigeri szervek falát képező ún. viszcerális izomzatban — a sejtek közötti rendkívül szoros membránkapcsolódás révén — az ingerület egyik sejtről a többi sejtekre terjedve együttes izomösszehúzódást eredményez. A külső idegi hatás nélkül is bekövetkező izomkontrakció oka az izomsejtek ún. miogén aktivitása. A spontán aktivitással nem rendelkező simaizomrostok a rajtuk végződő vegetatív

1-27. ábra. A harántcsíkolt izomszövet térbeli mo­dellje. Az izomrostkötegeket (a) a sarcolemma (b) veszi körül. A szarkoplazmás retikulum (c) és a T- (tubulus-) rendszer (d) a sejtmembránból alakul ki. A szövetben sok a mitochondrium (e). A miofibrillumok aktin (fi és miozin (g) filamentumokból állnak. A szövet kontraktilis egysége a sarcomera (h)

Az emberi test funkcionális szerveződése 52

1-28. ábra. Simaizomszövet. A hosszmetszetben (hm) láthatók a megnyúlt sejtek, középen hosszúkás sejtmaggal (a). A kereszt­metszeti képen (km) láthatók a sejtek középen a sejtmaggal (b), a sejtek között megfigyelhetők az átmetszett izomfonalak is (c). A sejteket kötőszöveti rostokból álló sarcolemma (d) veszi körül

mozgató idegrostokon érkező impulzusok hatá­sára külön egységenként húzódnak össze (pl. pupillatágító és -szűkítő izmok).

A szívizomszövet szerkezetileg átmenetei képez a sima- és a harántcsíkolt izomszövet között. Egységei a harántcsíkolatot mutató, elágazó és egymással összefüggő hálózatos rendszert alko­tó szívizomrostok. A rostok közötti tökéletlen sejt-határok (Eberth-féle vonalak) nem akadályozzák az ingerület terjedését egyik rostról a másikra, így funkcionális egységet, syncytiumot alkotnak. A szívizom vastagsága a pitvarok területén 2-3 mm, a jobb kamra falában kb. 4-5 mm, a bal kamra falában kb. 15 mm. Ez a munkaizomzat. Az ingerképző és ingerü­letvezetőrostrendszer izomfibrillumokban szegényebb, sarcolemmában dúsabb, sok glikogéntartalommal. E rendszer rostjait a munkaizomzattól kötőszövetes burok választja el.

Idegszövet Az ingerlékeny szövetek alapvető tulajdonsága, hogy a környezet változására mint

ingerre, anyagcseréjének speciális megváltozásával, azaz ingerülettel válaszol.

Az idegszövet morfológiai és funkcionális egysége a neuron (1-29. ábra). Feladata az ingerek ingerületté alakítása, vezetése és átadása más sejteknek. A neuron egymagvú sejttestében a citoplazma riboszómákban gazdag (Nissl-szemcsék), ez élénk fehérjeszintézisre utal. A nagyszámú mitochondriumok a sejt energiaszol­gáltatói. A sejttest citocentrummal nem rendelkezik, azért szaporodásra nem képes. A sejttestből több rövid, szétágazó (dendritek) és egy hosszabb nyúlvány (axon) indul ki. A citoplazma a nyúlványok felé áramolva biztosítja az anyagutánpótlást. Az axonnak önálló anyagcsere-bonyolító rendszere nincs, a mikrotubulusok (speciális csőrendszer) rendszerén át érkeznek ide a tápanyagok, enzimek, szekrétumok és egyéb építőelemek. A sejtet beborító sejthártya az ingerület keletkezésében és vezetésében játszik fontos szerepet. Az axont a sejthártyán kívül még velőshüvely (mielin) is körülveszi. Ez az axonra rácsavarodó speciális sejtek (oligodendroglia, Schwann-sejtek) sejthártyájából alakul ki. A velőshüvely a Ranvier-féle befűződések mentén megszakad, itt az axon sejtmembránja közvetlenül érintkezik a sejt közötti térrel. így válik lehetővé az ingerület gyors (szaltatorikus) terjedése a befűződések mentén.

A tengelyfonál sokágú végfácskában végződik, melynek ágai egy másik sejten (izom-, ideg- vagy mirigysejt) tapadnak. Ez a szinapszis. A szinapszis morfológia­ilag három részből áll:

53 Sejtcsoportok, szövetek kialakulása és működése

1-29. ábra. A neuron vázlatos rajza. A nyúlványos sejttest (a) fejlett endoplazmatikus retikulummal rendel­kezik. A sejtmag a sejttest közepén helyezkedik el. Az axont (b) velőshüvely borítja, amelyben a Schivann-sejt

magja (c) látható. Az axon sokágú végfácskában végződik (d)

® a preszinaptikus membránból (a neuron axonjának talpszerűen kiszélesedő része), © a két sejtet elválasztó szinaptikus résből (melynek átmérője meghatározza az

ingerület átjutásának elektromos vagy ingerületátvívő anyagokkal biztosított kémiai jellegét), és

® az ingerületet fogadó posztszinaptikus membránból (amely lehet ideg-, izom- vagy mirigysejt).

axonveg

szinaptikus hólyagocska

szinaptikus rés

1-30. ábra. A kémiai szinapszis modellje. A kiszélesedő axonvég membránja alatt a szinaptikus hólyagokban ingerületátvívő anyag táro­lódik. A szinaptikus résen átjutva ez a fogadó sejt membránján potenci­

álváltozást idéz elő

Az emberi test funkcionális szerveződése 54

1-31. ábra. Neurontípusok. a: Pira­missejt, hosszú axonja az agykéreg felé fut, a dendrit sűrűn elágazó. Az agyké­regben fordul elő. b:Purkinje-sejt, dend­ritjei faágszerűen elágazóak. A kisagyké­reg jellegzetes sejttípusa, c:Mozgató ne­uron a gerincvelő elülső szarvából, dú­san elágazó dendrit és viszonylag rövid axon jellemzi, d: Oligodendroglia-sejt, kis méretű, kevéssé elágazó neurontípus. Az idegszövet támasztó sejtje

A szervezetben főleg a kémiai ingerületátvívő anyagokkal történő kémiai szi­napszisoknak van jelentőségük. A kémiai szinapszis az 1-30. ábrán látható.

— A neuronok támasztósejtjei a gliasejtek. Egy részük axonokat burkol a központi idegrendszerben (oligodendroglia), illetve a periférián (Schwann-sejtek), más ré­szük a RES elemei (microglia).

A neuronok morfológiailag nem egységesek. Vannak szabálytalan alakúak, mint a gerincvelő mozgatósejtjei vagy jellegzetes formájúak, mint a Purkinje- vagy piramissejtek. Az axonok lehetnek velős vagy Schwann-hüvelyűek, illetve mindket­tőt tartalmazhatják. A központi idegrendszerben gliasejt nélküli csupasz idegros­tok is előfordulnak. Néhány jellegzetes neurontípust 1-31. ábrán mutatunk be.

2. Az izomműködés élettana és kórélettana

Dr. Markel Éva

Nyugalmi és akciós potenciál

Minden élő sejtre jellemző tulajdonság, hogy nyugalmi állapotban a sejt belseje elektronegatív a külső környezetéhez képest. Vagyis a sejtmembrán belső és külső felszíne között elektromos feszültségkülönbség áll fenn, amelyet nyugalmi vagy membránpotenciálnak nevezünk. Ez a nyugalmi potenciál megfelelő eszköz segítségével mérhető. Idegsejtek esetében ez általában -70 mV, harántcsíkolt izom­ban pedig -90 mV. Vannak az ún. „aktív" idegsejtek (pl. a belégzőközpontban), illetve az ún. „karmester" (pacemaker) izomcsomók (pl. a szívizomban, a bélfal simaizomzatában), melyekben a nyugalmi potenciál értéke az említettekhez képest jelentősen alacsonyabb. A nyugalmi potenciált a sejt belseje és külső környezete közötti ioneloszlás alakítja ki. A sejt belsejében sokkal nagyobb a fehérje- és a káliumion- és kisebb a nátriumion-koncentráció, mint a sejten kívüli térben. Ezt a sajátos ioneloszlást a sejtmembrán féligáteresztő tulajdonsága és az aktív „nátrium-pumpa" működése tartja fenn. A fehérjék fiziológiás körülmények között diffúzió­val nem jutnak ki a sejtből, nyugalomban folyamatosan nátriumot pumpálnak ki a sejtekből és káliumot engednek be, a már az 1. fejezetben említett, meglehetősen energiaigényes folyamat segítségével. Az energiaigényt bizonyítja, hogy a sejtek energiahiánya (pl. rossz oxigénellátás) vagy membránkárosodás miatt az ion­mennyiség és vele együtt az ioneloszlás és a nyugalmi potenciálérték a normálistól eltér. Élettani viszonyok között a nyugalmi potenciál változatlan mindaddig, amíg a sejt külső környezetében valamilyen változás nem következik be, amely a sejtet ingerként éri. Ilyenkor a sejt ingerületi állapotba kerül, a sejtmembránon potenci­álváltozás jön létre.

Ingernek nevezzük a sejt környezetében azokat a változásokat (kémiai, hő, mechanikai, eletromos stb.), amelyekre a sejt membránpotenciálja megváltozik, és mintegy jellegzetes válaszreakció, az ingerület alakul ki. A válaszreakció során a sejtben anyagcsere-változások is történnek. A válaszreakció jellegét a sejt tulajdon­sága határozza meg (pl. az izomsejt összehúzódik, a mirigysejt szekrécióval reagál, az idegsejt ingerületátvívő anyagot termel és bocsájt ki magából). E válaszreakci­ókat csak egy meghatározott erősségű, ún. küszöbinger képes kiváltani. Az ennél gyengébb intenzitású inger (küszöb alatti inger) csak enyhe anyagcsere-változást okoz és nem alakul ki a jellegzetes válasz. Az ilyen küszöb alatti változások is fontosak, mert előkészítik a sejtet egy esetleges következő inger fogadására.

Megfelelő erősségű ingert alkalmazva létrejön a válasz az akcióspotenciál (mű­ködési áram), vagyis a nyugalomra jellemző feszültségkülönbség a sejtmembrán két

Az izomműködés élettana és kórélettana 56

oldala között átmenetileg megváltozik. A feszültségcsökkenés lassan megszűnik, sőt a feszültség iránya meg is változik, a negatívból pozitívvá válik. A potenciálváltozá­sokat, azok egyes szakaszait a 2-1. ábrán mutatjuk be.

® A sejt ingerületbe kerülését egy nyugalmi potenciálkülönbség-csökkenés vezeti be (1. szakasz), majd

© a csúcspotenciál következik (2. szakasz), ezután ® a negatív utó- (3. szakasz), majd ® a pozitív utópotenciál (4. szakasz) lezajlásával fejeződik be a folyamat.

1 ms 20 ms ~100ms

2-1. ábra. Az akciós potenciál szakaszai és az ingerelhetőség fázisos változása (fent időarányos ábrázolás). 1: Előkészítő szakasz, 2: csúcspotenciál, 3: negatív utópoten­

ciál szakasza. a:Fokozott ingerelhetőség,b:abszolút refrakterfázis,c-.relalívrefrakter fázis, d: szupernormális fázis (= fokozott ingerelhetőség), e: szubnormális fázis (= csök­

kent ingerelhetőség)

Az akciós potenciál amplitúdóját nem befolyásolja, ha az inger erősségét változtatjuk, pl. növeljük. Ezt a jelenséget „minden vagy semmi" válasznak nevez­zük, ami azt jelenti, hogy a küszöbingernél erősebb inger hatására a sejt teljes akcióval válaszol.

Az akciós potenciál szakaszai során a sejt ingerlékenysége, ingerelhetősége az egyes fázisok szerint változik. A bevezető szakaszban az ingerelhetőség fokozott, a csúcspotenciál időtartama alatt újabb ingerre egyáltalán nem reagál a sejt. Ezt a refrakter fázist egy ún. relatív refrakter fázis követi, melyben a sejt ingerelhető, ezért rövid időn belül többször is ingerületi állapotba kerülhet.

Az akciós potenciál létrejötte a következőképpen magyarázható: az első szakaszban a sejtmembránban ún. nátriumion-csatornák nyílnak meg (lásd az 1. fejezetben a membránszerkezetről írottakat), melynek következtében a nátriumio-

57 Nyugalmi és akciós potenciál

nok sejtbe való beáramlása meggyorsul a nyugalmi állapothoz képest. Ennek nyomán pozitív iontöbblet jelenik meg sejten belül, ez pedig a nyugalmi potenci­álkülönbség folyamatos csökkenéséhez vezet. Amikor a sejt belseje és környezete közti potenciálkülönbség egy bizonyos kritikus szintet elér (vagyis az ingerküszöb közelébe kerül) a nátriumpumpa egy időre leáll, és ekkor először nátriumionok áramlanak a sejt belsejébe, majd káliumionok diffundálnak ki onnan. Az ionáram­lás fent leírt változásai alatt lezajlik a csúcspotenciál a második szakaszban. Ezután újra működni kezd az ionpumpa és helyreáll az eredeti nyugalmi ionkoncentráció

nyugalmi potenciál

2-2. ábra. A sejt ionáramainak alakulása nyugalomban és az akciós potenciál folyamata alatt. Vékony vagy üresnyelű nyíl: passzív ionáram (diffúzió),

vastag nyíl: K+-Na+ aktív ionpumpa, szaggatott nyíl: küszöbingerületi folyamat. A küszöbpotenciál (k) átlépésekor a sejtmembrán nátrium iránti átjárhatósága hirtelen

megsokszorozódik

a sejten belül és a sejten kívül. Az ionvándorlások és a következményes feszültség­változások végeredményben a sejtmembrán ionáteresztő képességének megválto­zásával magyarázhatók. A csúcspotenciál akkor „robban be", amikor a sejtmemb­rán nátriumáteresztő képessége ugrásszerűen megnő (2-2. ábra).

A sejtmembrán átjárhatóságát, így a nátrium és a kálium diffúziójának ütemét, vagyis a sejt ingerküszöbét — aktuális ingerelhetőségét — számos tényező befo­lyásolhatja, így pl. a sejten kívüli folyadéktér kalcium- és káliumkoncentrációja, a környezet vegyhatása, ingerületközvetítő vagy -gátló anyagok, esetleg hormonok tartósan megváltoztathatják a nyugalmi potenciál értékét, tónusos hipo-, illetve hiperpolarizáció léphet fel.

Az akciós potenciál, ha kialakult, nem marad meg a keletkezés helyén, hanem továbbhalad a szomszédos, még nyugalomban lévő sejtmembránterületekre. En-

Az izomműködés élettana és kórélettana 58

nek eredményeként végighalad a sejt egész felületén. Az akciósáram terjedésének sebessége néhány m/s. A tovaterjedés mechanizmusa a következő: a pillanatnyi­lag ingerületi állapotban lévő sejtmembránrészlet külső felszíne elektronegatív a belső felszínéhez képest. Ez az állapot ionvándorlást indít meg a szomszédos, nyugalomban lévő membránszakaszok mindkét oldalán, ami ott a nyugalmi po­tenciál enyhe mérséklődéséhez vezet. Ezután itt is megnyílnak a nátriumion-csa­tornák és a nyugalmi potenciál egyre csökken. A küszöbingerület állapota elérése­kor a membrán nátriumpermeabilitása megnő, megjelenik itt is a csúcspotenciál, majd mindez terjed tovább.

Kívülről alkalmazott elektromos ingerléssel a sejtek membránján valahol elindul az ingerületi folyamat, majd úgy terjed, mint bármilyen más inger után a fentiekben leírtak szerint. A szervezet minden sejtje ingerelhető, de vannak olyan sejttípusok, amelyek különösen jól ingerületbe hozhatók, ingerlékenyek. Ilyenek pl. az izom-és az idegsejtek. A következőkben az izomműködéssel foglalkozunk.

Izomműködés sajátságai

Az izomszövet általános tulajdonsága, hogy megfelelő ingerre összehúzódással (kontrakcióval) reagál. Ingerhatás nélkül az izmok ellazult (relaxált) állapotban vannak. Az ingerhatás érkezhet a sejt környezetéből, de pl. elektromos árammal való ingerlés távolabbról, akár a bőrön keresztül is történhet. A simaizomszövet nagy része és a szívizom spontán módon termeli a kontrakcióhoz szükséges ingerületet, saját miogén aktivitása van, működésüket a vegetatív idegrendszer csak befolyásolja. A harántcsíkolt vázizomzat összehúzódása viszont élettani kö­rülmények között csak idegingerület hatására jön létre.

A harántcsíkolt vázizom általános működési sajátosságai

A vázizomzat működési egysége az izomrost, amely egy közös sejtmembránnal körülvett sejtcsoport (szöveti szerkezetéről az 1. fejezetben már volt szó). Az

2-3. ábra. A neuromuszkuláris ingerületáttevődés és az izomkontrakció vázlata. I.: A motoros egy­ség. Az aránytalanul kinagyított neuron két izomrostot idegez be a példában. II.: A mozgató ideg egyik végága az izomrost felszínével érintkezve azzal szinapszist alkot. III.: A motoneuron aktiválódásakor a raktározott ace-til-kolin (ACh) kiürül a szinaptikus résbe, majd a szabad ACh az izomrost véglemezmembránjára jut, ahol vég­lemez-potenciált vált ki. Utóbbi az izomrost véglemez melletti membránon tovaterjedő'akciós potenciált képez. A szinaptikus résben visszamaradt ACh-t a kolinészteráz enzim elbontja, így az már nem kelt ingerületet az izomban, de a kolin alkotórész visszajutva a motoros idegvégződésbe a kolin-acetiláz enzim segítségével újra ACh-ná szintelizálódik, ami a folyamatos ingerületek érkezése esetén gyors mediátorpótlást jelent. IV.: Az inge­rületi folyamatot a kontrakciós rendszerrel összekötő mechanizmus. a:az izomrost plazmamembránjára és a fel­színre merőleges csatorna, b:a szarkoplazmatikus retikulum, c:az aktin- és miozinfonalak

59 Izomműködés sajátságai

motoneuron

harántcsíkolt izom

1. akciós potenciál

2. kémiai mediátor

MOTOROS NEURON

HARÁNTCSÍKOLT IZOM

Az izomműködés élettana és kórélettana 60

izomrost összehúzódását az aktin és a miozin izomfehérjék, a kontrakcióhoz szüksé­ges energiát pedig a mitochondriumok és az oxigént reverzibilisen kötő izomfehérje, a mioglobin biztosítják. Mint már említettük, a vázizom-kontrakciót kizárólag ide­gingerület válthatja ki, amely a gerincvelői vagy az agytörzsi szomato-motoros központokból érkezhet. Idegingerület nélkül a vázizom mozgásképtelen, béna. Nyugalmi helyzetben megfigyelhető, hogy az izmoknak van egy bizonyos feszes­sége (tónusa), amelyet szintén idegingerület vált ki.

Az izomtónus klinikailag a passzív mozgatással szembeni ellenállásnak felel meg. Erre az izomtónusra a testtartás, mozgáskivitelezés szempontjából szükség van. Kóros körülmények között azonban (pl. beidegzés nélkül maradt izom) tónustalan, petyhüdt, puha tapintató. Az intenzív idegingerület viszont kóros izomtónus fokozódást vált ki, az izom merev, kemény, nehezen mozdítható. Mind a kórosan csökkent, mind a kórosan fokozott izomtónus mozgászavart vagy mozgásképtelenséget jelent (lásd az idegrendszer működéséről szóló fejezetben).

A működő izom sok izomrostból áll. Egy mozgató idegrost több izomrostot idegez be. Egy mozgató ideg által ellátott izomrostok összességét motoros egység­nek nevezzük (2-3. ábra, I. része). A motoros egység izomrostjai megfelelő idegin­gerület hatására egyszerre feszülnek meg, húzódnak össze. Egy-egy motoros egység állhat 2-3 izomrostból (pl. a szemmozgató izmok), de tartalmazhat 300-500 izomrostot is (pl. a mély hátizmok). A munkát végző izom (pl. biceps) több motoros egységből épül fel és a teljes kontrakció az izmot alkotó motorosegységek műkö­désének térbeli és időbeli összessége.

Neuromuszkuláris ingerületátvitel

Az idegingerület a harántcsíkolt vázizmokba a neuromuszkuláris szinapszi­son keresztül érkezik (2-3. ábra, II. része). Szinapszisnak nevezzük az idegsejteknek azt a speciális kapcsolódási helyét, ahol az ingerület az egyik neuronról egy másik neuronra áttevődik (részletesen lásd az 1. és a 9. fejezetben). A neuromuszkuláris szinapszis első tagja a gerincvelői vagy az agytörzsi mozgató neuron nyúlványa, amelynek perifériás vége a vázizom véglemezmembránja.

Az ideg-izom ingerületátvívő anyag a vázizom esetében mindig az acetil-ko-lin, amely a vázizomrost véglemezmembránján csökkenti a helyi nyugalmi poten­ciált (2-3. ábra, II-III. része), és folyamatosan az ún. véglemez-potenciál jön létre. Ha a helyi potenciálcsökkenés eléri a küszöbpotenciál szintjét, akkor az izomrost­membránon tovaterjedő akciós potenciál kialakul, majd végighalad az izomrost egész felszínén, behatol az izom felszínére merőlegesen benyúló membránrészle­tekbe.

Hatására egy „küldönc" molekula (az inozitol-trifoszfát) segítségével a szarko-plazmás retikulumból kalciumion szabadul fel, mely bediffundál az izom kontrak-tilis elemei közé (2-3. ábra, IV. része) kémiai változásokat hozva létre. A kalciumot megköti az aktinláncon lévő troponin, amely szabaddá teszi az aktinlánc mi-ozinnyúlványok kötésképes részét. Ezáltal a vékony aktinfonalak ATP-energia felhasználásával becsúsznak a vastag miozinfonalak közé. Az izomrost ezáltal megrövidül. Újabb ingerület híján az aktinról levált Ca 2 + aktív transzport segítsé­gével ismét a szarkoplazmás retikulumba kerül, az aktin- és miozinkötések felol­dódnak, visszacsúsznak eredeti helyükre és az izomrost elernyed (relaxálódik).

61 Izomműködés sajátságai

Az izomválasz Megfelelő ingerület esetén az izom válaszreakciója több tényezőből tevődik össze,

így a mechanikai munkából, az elektromos jelenségekből és az energiát szolgáltató kémiai folyamatokból.

Mechanikai jelenségek

Az izom mechanikai válasza a feszülés, illetve összehúzódás. A nagyszámú izomrostból álló harántcsíkolt vázizomzat izmai általában ínszövet közvetítésével erednek, illetve tapadnak a csontváz különböző pontjain. Az izmok eredése és tapadási helyei között ízületek vannak. Az izmok megfeszülése, illetve megrövi­dülése az ízületek segítségével a testhelyzet megváltoztatását, a testmozgást teszik lehetővé.

Az izomkontrakció egyik sajátos formája az, amikor az izom megfeszülését nem követi megrövidülés. Ilyen pl. a lábszár hátsó részén lévő m. gastrocnemius megfeszülése lábujjhegyre álláskor. Ezt az összehúzódást izometriás kontrakció­nak nevezzük. Ilyen pl. a hasizom a m. rectus abdominis összehúzódása a törzs előrehajlásakor. A testmozgások során a mozgást kivitelező izmokban sorozatos izomösszehuzódások jönnek létre. Az egyes izomrostok általában felváltva mű­ködnek.

Az izomkontrakció elemi jelensége a rángás, amely egyetlen hatásos ingerre bekövetkező motoros egység aktiválódás. Az izomrángásnak három szakasza van:

1 lappangási szakasz, 2 kontrakciós és 3 relaxációs szakasz.

2-4. ábra. Az izom rángásgörbéje növekvő erősségű egyes és sorozatos ingerlések hatására. Fent: növekvő erejű izomrángások küszöb alatti, küszöb- és küszöb feletti ingerre (az ingererősségei a nyilak hossza jelképezi). 1: Lappangás! idő, 2: kontrakció, 3: relaxáció. Lent: a: kontrakciószummáció két küszöb feletti ingerre, b: tartós izomkontrakció sűrűbb

ingersorozatra, c: élettani komplett tetanusz

Az izomműködés élettana és kórélettana 62

A kontrakciós szakasz időtartama az izom típusától függően igen különböző lehet (pl. a külső szemizmok esetében 7 ms, a mély hátizmoknál pedig 100 ms).

Az összehúzódás erőssége a rángást kiváltó inger erősségétől függ (2-4. ábra). Az inger erősségét fokozva egyre több motoros egység éri el a küszöbingerületi állapotot, húzódik össze, növelve ezzel az izom által kifejtett erőt, az izommunkát. A jelenséget térbeli vagy kvantális szummációnak nevezzük. Ezek szerint tehát az izomerőt a működő izomrostoknak, ezen belül a kontraktilis elemeknek az izo­megységnyi keresztmetszet felületére eső száma határozza meg. A másik tényező, amelytől az izomkontrakció erőssége függ, az izom nyugalmi rosthosszúsága. Hosszabb nyugalmi rosthosszúságú izom nagyobb erejű összehúzódásra képes.

Izmaink rendszerint nem egyetlen ingerre reagálnak, hanem az ingerek egymást sűrűn követő sorozatára válaszolnak. A szinaptikus ingerületáttevődés során meglehetősen sok acetil-kolin szabadul fel az ideg-izom véglemezen, ezért az izom plazmamembránján sorozatban keletkeznek akciós potenciálok és azt követően kontrakciós válaszok. Ilyenkor az izomrostnak „nincs ideje" ellazulni, ezért tartós összehúzódás állapotába kerül. Ilyenkor a kontrakciók összeadódnak. Ez a térbeli és időbeli kontrakció a szummáció vagy a fiziológiás tetanus jelensége. Élettani komplett tetanusos összehúzódással működik csaknem valamennyi test­helyzetet biztosító izmunk (lásd a 2-4. ábrát). Egészséges szervezetben maximális erőkifejtéskor jön létre a komplett tetanusnak megfelelő állapot. A komplett teta­nusos összehúzódás állapotában az izom feszülése tartós. Ennek eredményeként valósul meg a törzs és az alsó végtagok izomtónusa pl. álló testhelyzetben, vagy pl. a méh simaizomzatának elhúzódó kontrakciója a szülés folyamán.

Elektromos jelenségek

Az izmok működése során a mechanikus munkavégzés (pl. elmozdulás) mellett elektromos kísérőjelenségek is megfigyelhetők. Az izomrostok ingerületbe kerülé­se során a membránon keletkező és végighaladó akciós potenciál megfelelő elekt­ródok és erre a célra szerkesztett műszer segítségével kimutatható és megmérhető, így jön létre a potenciálváltozásokról készített görbe, amelyet elektromiogramnak (EMG) nevezünk. Hasonló mechanizmus alapján mérhető a szívizomról elvezetett elektromos potenciálváltozás, az elektrokardiogram (EKG), a központi idegrendszer elektromos aktivitásáról felvett görbe, az elektroencefalogram (EEG). (Az EKG-t lásd a szívműködésről szóló, az EEG-t pedig az agyműködésről szóló fejezetben.)

Ha az izmot megfosztjuk a beidegzésétől, megszűnik mind az összehúzódó képessége, mind az elektromos aktivitása. A normális beidegzés alatt álló izom aktivitását nemcsak a minimális kontrakciós állapot igazolja, hanem kisfrekvenci­ájú (5-10/s), 100-500 uV amplitúdójú elektromos feszültség változásának sorozata is kimutatható. Erősebb izomaktivitás esetén az EMG további frekvencia- és amp­litúdófokozódásai is kimutathatók. Az EMG-görbék alatti terület (integrált EMG) azonos körülmények között arányos az izom feszülésével, így bonyolult mozgások elemzése helyettesítheti vagy kiegészítheti az erőmérést, sőt diagnosztikai célra is felhasználható. A fáradó izom jellegzetes elektrofiziológiai sajátsága, hogy azonos feszülést, vagy erőkifejtést csak nagyobb elektromos aktivitással képes fenntartani.

Az EMG-vizsgálat alkalmas az izomgyengeséggel járó betegségek, működési zavarok szerinti csoportosítására is (beidegzési zavar vagy izombetegség) diag­nosztizálására.

63 Izomműködés sajátságai

Az izomműködés energiaszükséglete és forrásai

A működéshez szükséges energiát az izom az energiában gazdag foszfátvegyü­letek bontásából biztosítja. Az így nyert kémiai energia legnagyobb részét mecha­nikai energiává alakítja át. Az energia az aktin és a miozin közötti kapcsolat kiépítéséhez és a kalciumionok szarkoplazmás retikulumba való visszajuttatásához szükséges.

Az izomkontrakció energiaforrása elsősorban a glikogén, közvetlen forrás pedig az izomrostokban raktározott adenozintrifoszfátból (ATP) felszabaduló ké­miai energia. Az ATP viszont a kreatin-foszfát bomlásának terhére folyamatosan újra kiegészül, így a folyamat tartós működést biztosít. Az izomműködés nitro­géntartalmú anyagcsereterméke a kreatin, amely könnyen vesz fel és könnyen ad le foszformolekulát. Az ATP közvetlenül a kreatin-P-ből (f oszf okreatin), a tápanya­gok (glükóz, zsírok) biológiai oxidációja során felszabaduló energia segítségével a kreatin-foszfokináz enzim katalizáló működése révén szintetizálódik. Lebontását a miozinmolekula mellett lévő izoenzim katalizálja. A folyamat:

foszfokreatin + ADP = kreatin + ATP.

Az izommunkához a fentieken kívül fokozott oxigénfelvétel is szükséges. A fokozott oxigénszükséglet az izomrelaxáció alatt és még utána is fennáll.

Könnyű munkavégzés alatt gyorsan kialakul egy olyan egyensúlyi állapot, amelyben a fokozott oxigénigényt a szervezet folyamatosan biztosítani képes (2-5. ábra). Köztudomású azonban, hogy az ember rövid ideig úgy is végezhet izom­munkát, hogy ezalatt egy ideig nem vesz fel oxigént (pl. a víz alatti úszás). Természetesen ilyenkor is van a szervezetben oxigénfelhasználás, ilyenkor a szük­ségletet a tüdőben és a vérben már jelen lévő oxigéntartalék biztosítja. Az energi­aszükséglet egy részét bizonyos körülmények között más, oxigént nem igénylő, ún. anaerob biokémiai folyamatok biztosítják.

Nehéz fizikai munka végzésekor azonban jelentősen nő az oxigénfelvétel. Ha a felvétel nem tart lépést az oxigénigénnyel, a szervezet oxigéndeficitbe (oxigénadós­ságba) jut (2-6. ábra). Az oxigénhiány oka gyakran az, hogy a fokozott oxigénszál­

oxigénfelvétel (l/min

munka oxigén­igénye

1,00-

0,25 nyugalmi oxigén­fogyasztás

2-5. ábra. Az oxigénfogyasztás alakulása közepes intenzitású munkavégzéskor. A munkavégzés elején az oxigénfogyasztás ugrásszerűen megnő, majd egy egyensúlyi állapot alakul ki. Az oxigénigény a munkaintenzitással arányban biztosított, hiány nem alakul ki

Az izomműködés élettana és kórélettana 64

lításhoz szükséges vérkeringés gyorsulást a szív nem képes kellő ütemben bizto­sítani. Az oxigénadósság a munka oxigénigénye és a terhelés alatti oxigénfelvétel különbsége. A deficit három komponensből tevődik össze:

1 a makroerg foszfátok (kreatin-P és ATP), 2 az „oxigénraktárak", a mioglobin és a testnedvekben oldott oxigén, 3 a tejsav mint energiaforrás (anaeorob glikolízis).

Az összesen 6-7 liternyi oxigéndeficit rendezésére a munkavégzés után még egy ideig (az oxigéndeficit nagyságától függően) nagyobb lesz az oxigénszükséglet a normális nyugalmi értékekhez képest. Ezt az oxigénadósság törlesztésének hívjuk. Az oxigénadósság törlesztése alatt (még a munka befejezése után is) a szervezet pl. fokozott légzéssel igyekszik az oxigénadósságot kiegyenlíteni.

oxigénfelvétel (l/min)

nyugalmi —{ oxigén­fogyasztás

idő

munkavégzés

2-6. ábra. Nehéz fizikai munka alatt az oxigénigény fokozott, azt sem az anae­rob energiaszolgáltatás, sem az oxigénfelvétel nem képes biztosítani, oxigénhiány (defi­

cit) alakul ki. A deficit törlesztése még a munka befejezése után is tart

Az izommunka hőtermelése

Az izomműködés során, a működés fázisainak megfelelően különböző mennyiségben, jól mérhető hő keletkezik. Az alvás alatt pl. mérhető az ún. nyugalmi hő, az alapanyagcsere hőtermelése. Az izomműködés során először az aktiválódási hő jelentkezik, majd ezt követi a megrövidülési hő. Az összehúzódást követően hosszú percekig mérhető a regenerálódást hő, amelynek mennyisége csaknem egyenlő az aktiválási és megrövidülési hő mennyiségének összegével. Az izommű­ködés során keletkező hő létezésének bizonyítására szolgál az a mindennapos tapasztalat, hogy a fázó emberek izommozgatással melegítik magukat, illetve akaratuktól függetlenül dideregnek, mely tulajdonképpen izomrángás. A fázás csökkentéséhez így egyrészt az izomműködés során keletkezett hőmennyiség, másrészt az anyagcsere-fokozódás során keletkező hőtöbblet is hozzájárul.

65 Izomműködés sajátságai

Az izomfáradás

Azt a jelenséget nevezzük izomfáradásnak, amikor a kifejtett izommunka erősségét nem tudjuk tovább változatlan szinten tartani. A hosszú időn keresztül ingerelt izom összehúzódása egyre kisebb amplitúdójú lesz, sőt a kontrakció egy idő után meg is szűnik. A fáradás ekkor bekövetkezett. A fáradás mechanizmusa egyebek között a terhelés erősségétől, az energiaszolgáltató kémiai folyamatoktól függ. Az intenzív izommunka során a kreatin-foszfát-raktár kimerül az izomban, az ATP-szint pedig néha a felére is lecsökken. Az ATP-újratermelés ilyenkor nem mindig tud lépést tartani a fogyasztással, s egy kritikus határon túl megszűnik az izmok kontrakciója, jelezve a kimerülést. A tartósan kimerítő izommunkát az oxigénhiány miatt az izomban felszaporodó tejsav is gátolja. Savas környezetben (pH=6,3) már nem működnek megfelelően az enzimek, melyek meglehetősen pH-érzékenyek (csak megfelelő pH-optimumon működnek). A tejsavfelszaporo­dás tehát fékezi a glükóz foszforilációját, azaz lebontásának első lépéseit, ezzel ismét egy energiaforrástól fosztja meg az izomműködést. Pihenéskor, egy kis idő elteltével a tejsav lebomlik és az izom működőképessége, ereje visszatér. A több­órás erőteljes izommunka következtében a glikogénraktárak kiürülése miatt az izom részleges vagy teljes zsírsavégetésre kényszerül. Ilyenkor az izom mechanikai teljesítménye romlik, a zsírégetés melléktermékei (aceton, ketonszármazékok) az egész szervezet homeosztázisát veszélyeztetik.

Ha a teljesen kimerült (elfáradt) ember akaratlagosan már nem is képes nagyobb izomtevékenységre, izmai megfelelő beidegzés esetén az ideg direkt elektromos ingerlésére még képesek a kontrakcióra. Az izomfáradás ilyenkor rendszerint átmeneti, fiziológiás jelenség, amely pihenés után rendeződik. Ha azonban túl gyorsan és tartósan fárad az izom, akkor kóros fáradásról, izomgyengeségről (paraesis) beszélünk.

Egészséges emberben az izmok térfogata és ereje a rendszeres igénybevétellel arányosan nő. Fiziológiás izomhypertrophia figyelhető meg rendszeres izommunkát végzőknél, sportolóknál. Az izomrostok tartós inaktivitása (mozgásszegény élet­mód, élettani öregedés, rögzített végtag, a mozgatóideg-pálya sérülése stb.) térfo­gatuk csökkenéséhez vezet, izomsorvadás, izomatrophia jön létre.

A mozgás, rendszeres testedzés óriási jelentőséggel bír mind a betegségek meg­előzésében, mind azok gyógyításában és utókezelésében. A mozgás komplex élettani hatása az egyes szervek munkáját is javítja, pszichés szempontból is egészséges.

A vázizomműködés zavarai Kóros körülmények között megváltozhat az izmok tónusa. Ez a változás lehet

izomtónus-csökkenés, amely kölönböző fokú izomerő-gyengülést (hipofunkció), sőt petyhüdt bénulást is okozhat, illetve kóros izomtónus-fokozódás, mely görcsös, spasztikus kontrakcióhoz (hiperfunkció) vezethet. Ebben a fejezetben csak a mo­toros egység elsődleges működési zavarait tárgyaljuk, a központi idegrendszer károsodásából adódó izomtónuszavarok formáiról a 9. fejezetben szólunk.

Bénulásról általában akkor beszélünk, ha nemcsak izomgyengeségről, para-esisről van szó, hanem a reflex segítségével sem váltható ki az izommozgás az adott

Az izomműködés élettana és kórélettana 66

izomcsoportban. A bénulások egyik formája a petyhüdt bénulás, a másik a spasztikus (merev) bénulás. Ha sérülés okozza az izomműködési zavart, akkor a sérülés helye szerint megkülönböztethetünk motoros idegsejt károsodást, mellső gyöki sérülést (lae-sio), neuromuszkuláris szinapsziskárosodást, izom eredetű (miogén) károsodást.

Hipofunkciós petyhüdt bénulás. A járványos gyermekbénulás (poliomyelitis anterior acuta) esetén a kórokozó vírus a gerincvelő elülső szarvában lévő mozgató idegsejteket elpusztítja, a következmény a beidegzett izom petyhüdt bénulása. Baleset okozta perifériás motorosidegrost-sérülés vagy porckorongsérv mechanikai ha­tása miatt izomrostsorvadás, izomatrophia és következményes mozgáskiesés jöhet létre. A denervált izom sorvadása mesterséges ingerléssel vagy passzív mozgatás­sal késleltethető. A neuromuszkuláris szinapszis hiányos működése is izomerő­csökkenéshez vezethet. Előfordul, hogy egy autoimmun mechanizmus következ­tében gátolt lesz a szinapszisban az ingerületátvívő anyag kötődése az izomvégle­mezre. Ilyenkor jön létre a myasthenia gravis, mely súlyos, általános izomgyenge­séggel jár. Egy másik példában az acetil-kolin-szintézis gátlását említhetjük egy speciális bakteriális ételmérgezésben (botulismus), amelyben a baktérium toxinja blok­kolja a szintézist, és ez okoz súlyos izomgyengeséget. A motoros egység hipofunk-ciója lehet izom eredetű károsodás következménye is, pl. öröklött előrehaladó izomsorvadás (dystrophia musculorum progressiva). Ebbe a csoportba tartozik a gyul­ladásos eredetű myositis, az anyagcserezavar következtében létrejövő heveny alko­holos izomgyengeség, illetve a kálium-anyagcserezavar okozta izomgyengeség is.

A spasztikus vagy merev bénulás esetében általában passzív mozgatáskor (de akaratlagos mozgatás esetén is) fokozott izomtónust, fokozott ellenállást találunk, vagyis a mozgatás csak a normálisnál nagyobb erővel lehetséges, illetve akarattal nem befolyásolható. Spasztikus típusú bénulást leggyakrabban a felsőbb idegrend­szeri szabályozóközpontok betegsége okoz (lásd a 9. fejezetben), de előfordulhat a kóros szinaptikus hiperfunkció formája enzimmérgezés vagy izom eredetű hiperfunkció kóros kalcium-anyagcsere miatt is. Pl. a szerves foszfátokat tartalmazó permetezősze­rek okozta mérgezéskor a méreg az acetil-kolin bontását végző enzim (acetil-ko-lin-észteráz) aktivitását csökkenti, ezáltal az izomvéglemez-membránra nagy mennyiségű ingerületátvivő anyag jut, mely először átmeneti fokozott izomkont­rakciót, majd spasztikus bénulást okoz. Az izom eredetű hiperfunkció példája a tetania, vagyis a vér alacsony kalciumion-koncentrációja (mellékpajzsmirigy hiá­nya vagy elégtelen működése) okozta fokozott izomingerlékenység miatt létrejövő görcsös állapot.

A simaizmok működése

A zsigeri simaizom alapvető működési tulajdonsága, hogy spontán, saját ún. miogén aktivitása van, ami azt jelenti, hogy idegi úton érkező ingerület nélkül is képes összehúzódni. Ezen spontán aktív simaizom-kontrakciót a vegetatív idegrendszer impulzusai révén lényegében csak módosítja, serkenti vagy gátolja. Az ingerületi folyamat az egyik izomsejtről átterjed az összes, környezetében lévő izomsejtre, így azok szinte teljesen egyidőben húzódnak össze. Az ún. sokegységes simaizom­zat (pl. az egyes vérerek falát alkotó és a szem pupillatágító és -szűkítő izmai) összehúzódását csakis a központi idegrendszerből érkező idegingerület váltja ki és szabályozza (ezek tehát spontán aktivitással nem rendelkeznek). Az ingerület

67 Izomműködés sajátságai

nem terjed át az egyik izomsejtről a másikra, tehát minden motoros egység külön működésre képes.

A kontrakció ereje — hasonlóan a harántcsíkolt vázizomzathoz — az ingererős­séggel szabályozható.

A simaizomrostok mechanikus tevékenységére jellemző a lassú és tónusos összehúzódás (pl. a bélfal simaizmainak kontrakciós ideje több másodpercig tart és igen tartós a kontrakció). A simaizmok nyugalmi hosszúsága is széles határok között változtatható (pl. a húgyhólyag nagyfokú tágulóképessége lehetővé teszi a vizelet tárolását, vagy pl. a terhes méh simaizomzat óriási méretváltoztatásának lehetősége).

A simaizmok miogén eredetű tónusát kémiai-hormonális tényezők is befolyásol­ják a vegetatív idegi szabályozás mellett. Pl. a szimpatikus és paraszimpatikus vegetatív idegi hatással párhuzamosan az acetil-kolin, az adrenalin (noradrenalin), a hisztamin, a bradikinin, kolecisztokinin, a vazoaktív intesztinális polipeptid (VIP), a bombezin, a progeszteron lehetnek részben tónusfokozó, részben pedig tónuscsök­kentő anyagok.

A kalciumionnak a simaizom-ingerlékenység változtatásában van jelentős szere­pe. A kalciumhatásra jellemző példa: az erek simaizomzatában az összehúzódást fokozó többletkalcium a sejtek közötti térből speciális ioncsatornákon áramlik be az izomsejtbe. Ha megfelelő gyógyszerekkel a csatornák működését blokkoljuk vagy csökkentjük a kalciumcsatornák áteresztőképességét, akkor kevesebb Ca +

jut be a sejtekbe, az erek fala ellazul, értágulat jön létre. Előfordul az is, hogy a szimpatikus vagy a paraszimpatikus hatás kóros mértékben csökken vagy fokozó­dik, így a normálisan kiegyensúlyozott működésük megbomlik. Ezekben az ese­tekben vegetatív labilitásról vagy vegetatív dystoniáról beszélünk. Ha kórosan csökken a szimpatikus tónus (pl. kimerítő betegség, tartós ágyhoz kötöttség ese­tén), a paraszimpatikus hatások kerülnek előtérbe, így csökkenhet a vérnyomás a prekapilláris artériák simaizomzatának ellazulása miatt. Ugyanakkor a paraszim­patikus hatás kóros csökkenése miatt a gyomor, a béltraktus mozgásainak (perisz­taltika) elégtelensége jöhet létre.

3. A vér Csík Zsuzsa

A vér (sanguis) a felnőtt szervezet testtömegének 7-8%-a, a szervezet folyadék­tartalmának mintegy 5%-a, felnőtt emberben közel 5-6 liter. Pontos mennyisége az életkortól és a testi állapottól függ. Pl. egy 70 kg testtömegű, egészséges felnőtt férfi vérmennyisége 80 ml/testtömeg kg, illetve 2,9-3,1 l/m testfelszín alapján kb. 5,6 liter.

A vér az emberi szervezet folyékony szövete, amely zárt csőrendszerben (érpályán) keringve eljut a szervezet minden részébe. Keringése révén biztosítja a kapcsolatot a szervezet és a külvilág között oly módon, hogy a külső környezetből a szervezetbe juttatott anyagokat (pl. oxigén, tápanyagok) elszállítja a szervezet sejtjeihez, illetve a sejtek anyagcseretermékeit a kiválasztószervhez. A vér közvetítésével (hormonok) működnek az egymástól távol lévő szervek közötti szabályozó összeköttetések. A vér meghatározott alkotórészei teszik lehetővé a védekezést a szervezetbe jutó kórokozókkal szemben (immunológiai felügyelet). Összetétele révén megakadályozza a sérült erekből történő elvérzést és biztosítja az érpályán belül keringő vér folyékonyan tartását is.

A vér alkotóelemei

A vér „folyékony kötőszövet", amely sejtekből (fehérvérsejtek, vörösvérsejtek és vérlemezkék) és sejt közötti állományból áll. Ha egy kémcsőben alvadásgátlóval kevert vért állni hagyunk vagy lecentrifugálunk, a sejtes elemek leülepednek a kémcső aljára, míg a vérplazma fölötte helyezkedik el. A sejtes elemeknek a teljes vértérfogathoz viszonyított aránya a hematokritérték, amely egészséges emberben közel 0,45 1/1 (férfiakban: 0,44-0,48 1/1, nőkben: 0,40-0,441/1).

Vörösvérsejtek

A vörösvérsejtek képzése (erythropoesis)

**• A magzati életben, a megtermékenyülést követő 8. hétig a szikhólyagban a mesenchymasejtekből olyan specializálódás indul meg, amelyből vérsejtek kép­ződhetnek. A 8. héttől a magzati máj, a 8-9. héttől pedig a lép is részt vesz a vérképzésben. A szikhólyag működése a terhesség 16. hete után leáll, ezzel az extramedulláris (csontvelőn kívüli) vérképzés is csökken. A lép a 20. terhességi hét után már csak a fehérvérsejtek képzésében vesz részt. A máj vörösvérsejtképző funkciója a megszületés utáni napokig (egyre csökkenő mértékben) fennmarad.

69 A vér alkotóelemei

4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 1 2 3 4 5 6 terhesség hetei élet hónapjai

megszületés

3-1. ábra. A vérképzés helyei és a hemoglobin típusai az egyedfejlődés különböző stádiumaiban.

HbF: foetalis hemoglobin, HbA: felnőtt (aduit) hemoglobin

*» Az intrauterin élet 6. hónapjától előtérbe kerül a medulláris (csontvelői) vérképzés. A megszületés után már kizárólag a csontvelői vérképzés a jellemző, amely 4-5 éves korig minden csont velőüregében folyik. Később az aktív vörös csontvelőnagy része inaktív lesz, zsírszövet képét mutató sárga csontvelővé alakul. Felnőttkorban a vérképzés már csak a lapos csontokra (lapocka, koponyacsontok, illetve a szegycsont, csigolyák, bordák) korlátozódik (3-1. ábra).

A csontvelői pluripotens (mindenre képes) őssejtek tovább differenciálódó sejt­rendszer forrásai, melyeknek két közvetlen, már meghatározott irányba elkötele­zett leszármazottja van.

® Az egyik a haemocytopoeticus őssejt, amely az erythrocyták, a granulocyták, a monocyták és a megakariocyták őse,

© a másik az immunocytopoeticus őssejt, amelyből lymphocyták fejlődnek.

A működő csontvelőben mindig megtalálhatók az említett vérsejtek fiatal, fejlő­dési alakjai, tehát a képzés folyamatos. Ugyanakkor az elöregedett vörösvérsejtek pusztulása is folyamatos, a vérképzés és a lebontás egészséges emberben egyensúly­ban van.

A vörösvérsejtek képzésének legfőbb ingere a szöveti hypoxia, hatására a vese juxtaglomeruláris apparátusában egy polipeptid, az erythropoetin szekréciója indul meg (3-2. ábra). A képződött erythropoetin feltehetően közvetlenül hat a csontve­lőre, ott megindítja az őssejtek erythrocyta irányba történő differenciálódását és 14-20 |im átmérőjű, hatalmas magvú, keskeny, sötétkékre festődő plazmajú pro-erythroblast, majd erythroblast keletkezik. A továbbiakban — a csontvelői érés folyamán — két egymással párhuzamos folyamat zajlik a citoplazmában és a sejtmagban: az egyik a sejtmag fejlődése, amelynek az lesz a végeredménye, hogy a vörösvérsejt elveszti a sejtmagját, a másik a plazmaérés, melynek során a vörös­vérsejtben hemoglobin jelenik meg. Az erythroblastból tehát kialakul a macroblast. A további érés során a sejt méreteinek csökkenésével párhuzamosan a normoblast

A vér 70

HYPOXIA n

ÉRÉS » - HB-SZINTÉZIS erythropoet in

( 1 fi) (§) (§) © ® Ö vJij őssejt pro- macro-

erythro- blast blast

normo- reticulo-blast cyta

erythro-cyta

vese CSONTVELŐ VÉR

3-2. ábra. A vörösvérsejtképzés szabályozása és a vörösvérsejtek fejlődése

stádiumban kialakul a citoplazmában a hemoglobin. A normoblastokból további átalakulás után képződnek a reticulocyták, amelyek rövid időn belül vörösvérsejtekké érnek. A reticulocyták (a csontvelő-vér gáton átjutva) 5-15 ezreléknyi mennyiség­ben megjelenhetnek a perifériás vérben.

A vörösvérsejtek (erythrocyták) tulajdonságai, funkciója

Felülnézetben korong alakúak, keresztmetszetük alakja bikonkáv lemeznek felel meg, amely a centrális részén elvékonyodik a széli részekhez képest. Átmérőjük 7-7,5 um, vastagságuk középen 1 u,m, a széleken 2 |im, átlagos térfogatuk kb. 90 [i , 34%-ban telítettek hemoglobinnal. Legfontosabb feladatuk a vérgázok, elsősor­ban az oxigén szállítása. Alakjuk, struktúrájuk ehhez a funkcióhoz alkalmazkodott. A gázcserét szolgálja a vörösvérsejtek relatíve nagy felszíne is.

*• Az emlős és így az emberi vörösvérsejteknek nincs sejtmagjuk és nem rendel­keznek mitochondriumokkal, valamint endoplazmás retikulummal, ezért az ezek­hez a sejtorganellumokhoz kötött funkciók is hiányoznak. A perifériás vérben már szaporodásra nem képesek, osztódásuk a csontvelői vérképzés során befejeződik. Anyagcseréjük is jelentős eltérést mutat más eukaryota sejtekhez viszonyítva. Energianyerésre főként szénhidrátokat használnak fel, mivel nem tartalmaznak a citrát-ciklushoz, illetve a terminális oxidációhoz szükséges fermenteket, a vörösvérsej­tekben folyó szénhidrát-anyagcsere során a teljes szénhidrátlebontás nem valósul meg, a glükózból csupán piroszőlősav, illetve tejsav képződik és ATP szabadul fel. Az ATP-ben rejlő energia elsősorban a sejtmembránon át zajló aktív transzporthoz (a Na -K+ pumpa működtetéséhez) szükséges. Ugyanakkor az erythrocyták ren­delkeznek a pentóz-foszfát-ciklus enzimjeivel, mely ciklus során NADP-ból NADPH keletkezik. A NADPH H -t biztosít a vörösvérsejtekben nagy koncentrá­cióban található glutation működéséhez (a glutation fontos az állandóan képződő methemoglobin redukciójában).

**• A vörösvérsejtek membránját lipo- és glikoproteidek alkotják, a glikoproteid réteg biológiai jelentősége a sejtmembrán antigénszerkezetének — ezzel a vörös­vérsejtek immunológiai sajátosságainak — kialakítása.

71 A vér alkotóelemei

Egészséges férfiak perifériás vére 4,5-5,5 tera/1 (T/l) vörösvérsejtet tartalmaz, míg nőkben a vörösvérsejtszám 4-5 T/l. A hemoglobin az erythrocytákban talál­ható vastartalmú kromoproteid, molekulatömege 68 kD. Egészséges emberek vére literenként 150-160 g hemoglobint tartalmaz. Legfőbb funkciója az oxigén szállí­tása a tüdőből a szövetekig. Egy felnőtt ember vérének hemoglobintartalma 800-1000 liter oxigén szállítására képes naponta. Ezt a teljesítményt a hemoglobinmo-lekula speciális felépítése és kémiai tulajdonsága teszi lehetővé. Minden hem négy alegységből áll, s minden alegység egy protoporfirin-vas komplexet tartalmaz. Min­den globinmolekulában 2-2 pár polipeptidlánc található, melyek egy gobuláris fehérjemolekulát (globin) alkotnak (3-3. ábra).

C(141AS) a

3-3. ábra. A felnőtt (aduit) hemoglobin (HbAi) szerkezete. A hemoglobinmoleku-la négy alegységből épül fel. Minden alegység tartalmaz egy protoporfirin-vas komple­

xet. Négy hemhez kapcsolódik a globin, amely felnőttben 2a- és 2$-polipeptidláncból áll. Az a- és ^-láncok -SH- kötéssel kapcsolódnak egymáshoz

A hemoglobin szintézise a vörösvérsejtek csontvelői érése idején a mitochondri-umokban kezdődik. Glicinből és két alfa-ketoglutársavból (delta-amino-levulinsav-szintetáz enzim jelenlétében) több lépésben öttagú, gyűrűs, piránvázas vegyület, a porfobilinogén keletkezik, mely a hemszintézis közvetlen építőanyaga. A négy pirrolgyűrű enzim hatására kondenzálódik, s a kialakuló tetrapirrolgyűrű adja a porfirinvázat. A továbbiakban képződő protoporfirin IX. az egyedüli forma, amely kémiai kötést képes létesíteni a Fe - (ferro-) ionnal és hemmé (ferroprotoporfirin) alakul. A protoporfirin és a ferroion közötti kovalens kötés stabil, erős. E vegyület

A vér 72

oxigénkötő képességét a globinmolekula beépü­lése révén nyeri el (3-4. ábra).

A globin szintézisét a hem indukálja, alapele­mei a májban szintetizálódnak.

Az egyedfejlődés során többféle hemoglobin képződik, így a magzati életben 2 a és 2 e polipeptidláncból álló embrionális hemoglobint (HbE) a 2 a és 2 y fehérjeláncú foetalis hemoglobin (HbF) váltja fel. A HbE lényegesen különbözik a később kép­ződő variánsoktól, biztosítva a magzatban direkt módon zajló gázcserét. A HbF oxigénaffinitása a y-láncok jelenléte miatt a felnőttkori (aduit) hemoglobinnál nagyobb, vagyis könnyeb­ben felveszik és nehezebben adják le az oxigént. Felnőttek hemoglobinjának nagy része 2 a- és 2 (5-láncú HbAi, kisebb része pedig 2 a és 8 struktúrájú HbA2. A hemoglobin a csont­velői macroblastok endoplazmás retikulumának riboszómái-ban nyeri el végső struktúráját, ahol négy hem és a globin 3-4. ábra. A hem szerkezete. összekapcsolódik. A hem négy pirrolgyűrííből konden

1 1 C = C

1 1

C H -1

1 1 C \ /C

= CH 1

- c - C \ ; c = =C —

N — F e " — N II / / 1 \ \ 1

-c - C / 1 \ / 1 \ C = ̂C —

II / / N \ ^ , 1 CH^-C C =^CH

/ 1 1 \ / / / / c = c 1 1

\ \ \ \ V

glob in 0 2

zálódó porfirinvázból és Fe +-ionból áll *• A hemoglobin oxigénkötő képessége a hem

ferro- (Fe +) ionjának elektronkészletétől függ, amely kötés laza, reverzibilis.

A hemoglobinmolekula az oxigén megkötése után oxihemoglobinná alakul

Hb + O2 T=± Hb02.

Ebben a reakcióban a ferrovas az oxigenizáció után is Fe marad. Minden hemoglobinmolekula 4 mol oxigént köt meg, azaz 1 g Hb 1,34 ml O2 megkötésére képes. (Az oxigén szállításáról a légzéssel foglalkozó fejezetben még lesz szó.)

A vörös vérsejtek felépítéséhez szükséges anyagok

A hemoglobin és a vörösvérsejtek felépítéséhez számos anyag szükséges, hiá­nyukban a vörösvérsejtek képzése zavart szenved. Ezek a következők:

*» Bu-vitamin (cianokobalamin). Növényevő állatok béltraktusában kizárólag a mikroorganizmusok termelik. A húsevő állatok és az ember exogén Bi2-vitamin bevitelére kényszerülnek (extrinsic faktor).

*•• Apoeritein (mukoproteid). Egészséges emberben a gyomornyálkahártya pa-rietalis sejtjei termelik, amely a Bi 2-vitaminnal komplexet képezve, azt az ileum alsó szakaszában felszívódásra alkalmassá teszi (intrinsic faktor).

*• Folsav (pteroil-glutaminsav). Szerepe a DNS-szintézisben van. **• C-vitamin (aszkorbinsav). Hiányában a folsav nem alakul át biológiailag aktív

formává. *» Be-vitamin. A hemszintézis egyik koenzimje. Hiányában a porfirin képződé­

sének zavara alakul ki. *» Réz (Cu). Az emberi szervezet naponta 2 mg bevitelét igényli. Feltételezések

szerint a hemoglobin képzésében szerepet játszó enzimek alkotórésze. *+• Nikkel (Ni). Hatása a rézéhez hasonló. **• Kobalt (Co). Ez a nyomelem a vas felszívódásához szükséges. ** Vas (Fe + ) . A hemoglobin nélkülözhetetlen eleme. **• A hemoglobin globinfrakciójának szintéziséhez a megfelelő aminosavak is

szükségesek.

73 A vér alkotóelemei

A szervezet vasforgalma

A felnőtt szervezet 4—6 g vasat tartalmaz, melynek legnagyobb része (75%-a) a hemoglobinban található, kisebb része pedig a mioglobinban (izomzatban), a citokrómrendszerekben, illetve a vasraktárakban (máj, lép, csontvelő, bélnyálka­hártya). A szervezetben a táplálékkal felvett vas felszívódását a vizelettel, illetve a széklettel kiürített vas mennyisége befolyásolja.

N> Férfiak napi vasszükséglete 1-2 mg, a nőké — a menstruációs vasveszteséget, a terhesség és a laktáció alatti vasigény emelkedését is figyelembe véve — 2-5 mg.

Az emlősök szervezetében a vas két formában van jelen.

® A vérben keringő vas egy szállító fehérjéhez, a P-globulin-frakcióba tartozó transzferrinhez kötődik.

© A májban, lépben, szövetekben, illetve a bél nyálkahártyájában a vas hemoszi-derin és ferritin formában található és a transzferrinhez kötött vas elvesztését pótolja.

*»• A vas felszívódása a duodenum mikrobolyhain keresztül aktív sejttransz­porttal történik. A felszívódás feltétele, hogy a táplálékkal felvett Fe Fe +-vé redukálódjon. A redukció a gyomor hatásának köszönhető: A Fe először a bél hámsejtjeiben lévő fehérjéhez, az apoferritinhez kötődik, Fe +-má alakul és ferritin formában a vérkapillárisokba kerül, ahol ismét Fe + formában a transzferrinhez kapcsolódik. A transzferrin a vasat a csontvelőbe szállítja, ahol a macroblastok veszik fel. A hemszintézishez fel nem használt vas hemosziderin formában tároló­dik (3-5. ábra).

v / 4-5 g

3-5. ábra. A szervezet vasforgalma

A vér 74

A vörösvérsejtek és a hemoglobin lebontása

**• Az érett vörösvérsejtek élettartama kb. 120 nap. Feltételezések szerint az elöregedést az okozza, hogy elfogynak a szénhidrát-anyagcsere enzimjei, ezért az intermedier anyagcsere elégtelenné válik. Az elöregedett sejtek gömb alakúak lesznek, membránstruktúrájuk is megváltozik. Az elöregedett vörösvérsejteket a lép kiszűri, felismerve a megváltozott membránstruktúrát. Ezek a lépben szétesnek és kiszabadul belőlük a hemoglobin. A RES-ben a globinrész leválik, aminosavakra bomlik, s ezek ismét felhasználódnak fehérjeszintézishez, esetleg éppen egy újabb globin képzésére.

A hemről leszakad a Fe +, s transzferrinhez kötődve a vérkeringéssel visszatér a csontvelőbe, ahol ismét felhasználódhat hemszintézishez, csekély mennyiségben pedig kiürül a szervezetből. A protoporfirinváz is átalakul, emberben először zöldes színű biliverdinné, ennek nagy része pedig bilirubinná. A hemoglobin lebon­tásából mintegy 230-250 mg bilirubin keletkezik naponta, ez a forma az indirekt bilirubin, amely vízben nem oldódik, a vese eltávolítani nem tudja, s a vérkeringés­sel albuminhoz, mint szállítófehérjéhez kötődve jut el a májba, ahol a transzport­fehérjéről a bilirubin leválik. A szabad bilirubin a májsejtekbe kerül, ott enzimati-kus úton — glukuroníl-transzferáz segítségével — glukuronsavval konjugálódik, és bilirubin-glukuroníd keletkezik, a molekula már vízoldékony, ez a direkt bilirubin, s a vesében kiválasztódva a vizeletben megjelenik. A direkt bilirubin a májban képződő epe fontos alkotórésze. Az epével a bilirubin a duodenumba ömlik, ahol egy része a bélbaktériumok redukáló hatására urobilinogénné (ubg) alakul, majd részben szter-kobilinné oxidálódik és a széklet jellegzetes színét adva kerül ki a szervezetből. Az ubg kis része a béltraktusból ismét felszívódik és visszakerül a májba (enterohepatíkus recirkuláció). A májban azután bilirubinná visszaalakulva ismét az epével kerül kiválasztásra. Az ubg más része a vesén átszűrődve a vizelettel kiürül (egészséges ember vizeletéből kimutatható) (3-6. ábra).

**• A vörösvérsejtek lebontása az intrauterin életben és újszülöttkorban kissé eltér attól, amit az előzőekben említettünk. Magzatban főleg indirekt bilirubin képző­dik, melynek eltávolítása a placentában történik. A magzati máj bilirubin konjugá­lására csak csekély mértékben képes. Az epével kiválasztott konjugált bilirubin egy része ismét felszívódik, más részéből a meconium (magzatszurok) lesz. A perinatalis időszakban a placenta méregtelenítő funkcióját a máj veszi át, azonban a konjugáló enzimek éretlensége miatt ez még nem tökéletes, ezért az újszülöttben néhány napon át emelkedik a vérplazma bilirubinkoncentrációja. A vörösvérsejtek élettar­tama is rövidebb (kb. 80 nap), mint felnőttkorban, ezért egy időegység alatt több vörösvérsejt pusztulására kell számítani. A magzat vvs-száma nagyobb, s a szüle­tés után a felesleg szétesik. A megszületés utáni 4-5. napon ezek miatt icterus, fiziológiás sárgaság alakulhat ki.

A vörösvérsejt-képzés zavarai •

Hiányanaemiák i **• Ha egységnyi térfogatú vérben a vörösvérsejtek száma, illetve a hemoglobin

koncentrációja a normálishoz képest jelentősen lecsökken, anaemiáról beszélhetünk. A vérképzés és a vörösvérsejtek pusztulása egészséges emberben egyensúlyban van. Ha ez az egyensúlyi állapot felbomlik (pl. csökken a vörösvérsejtek képzése),

75 A vér alkotóelemei

-»- aminosavak

Fe r a(OH)3 a

protoporfirin "bilirubin

UBG (vizelet)

zterkobilin

I (széklet színe)

3-6. ábra. A hemoglobin szétesése: a bilirubin lebontása (a) és enterohepatikus recirkulációja (b)

kialakul az anaemia. A vörösvérsejtek csökkent képzése lehet genetikai defektus eredménye, pl. kóros hemoglobin (Hb s) képződik és az ún. sarlósejtes anaemia jön létre. Az is előfordulhat, hogy a magzatot a méhen belüli életben ért károsító hatás miatt a képzéshez szükséges valamelyik anyag szintézise nem biztosított.

A vér 76

(A magzati máj betegsége a globinszintézis zavarához, a szikhólyag, a csontvelő, illetve a máj elváltozásai a hemképzés zavarához vezethetnek). Anaemia alakul ki minden olyan állapotban, amikor a vörösvérsejt-képzéshez szükséges anyagok nem állnak rendelkezésre. így pl. fehérje-, illetve aminosavhiány következtében egyrészt a globinszintézis alapelemei hiányozhatnak, másrészt egyes szállító fe­hérjék: apoferritin, ferritin vagy transzferrin bioszintézisének defektusa miatt elég­telen a vas felszívódása, illetve szállítása. Ezek az ún. hiányanaemiák.

**• A hemoglobin szintéziséhez elengedhetetlenül szükséges vas hiánya esetén vashiányos anaemia keletkezik. A vashiány oka lehet:

® elégtelen mennyiségű vas bevitele a szervezetbe (táplálkozási hiba következté­ben), illetve

© a vas/e/szzodíiűsának zavara pl. a gyomor és béltraktus betegségeiben (hasmenés, felszívódási zavarok, egyes bélszakaszok eltávolítása utáni állapotok).

Ilyenkor a képződő erythrocyták száma csökken és összességében kevesebb oxigén szállítására képesek. A szöveti hypoxiára a vese fokozott erythropoetin-produkcióval válaszol, az erythropoetin pedig a csontvelői vérképzés serkentésé­vel igyekszik biztosítani az elégséges szöveti oxigénellátást. A képződő vörösvér­sejtek kevés hemoglobint tartalmaznak, halványabb festődésűek (hipokrom) és az átlagos vörösvérsejteknél kisebbek, microcyták.

** Bi2-vitamin és/vagy folsav hiányában, illetve a Bi2-vitamin felszívódását segítő apoeritein (intrinsic faktor) elégtelen képződése esetén (pl. a gyomornyál-kahártya-atrophiában vagy gyomorresectio utáni állapotban) anaemia perniciosa jön létre.

*» Az említett faktorok hiánya a vörösvérsejtek csontvelői érése során kialakuló DNS-anyagcsere zavarához vezet, s a csontvelőben atípusos sejtek, ún. megalob-lastok képződnek. A normális vörösvérsejtérés megakad, a perifériás vérben gya­korlatilag nem találhatók reticulocyták, ugyanakkor a vörösvérsejtek az átlagosnál nagyobbak (megalocyták), hemoglobintartalmuk is nő, emiatt a betegséget hiper-krom megaloblastos anaemiának is nevezzük. A vörösvérsejtek élettartama is rövidebb. Bi2-vitamin parenteralis adására a csontvelői vörösvérsejtképzés üteme felgyorsul, amelyről a reticulocyták számának emelkedése (reticulocyta krízis) ad jelzést a perifériás vérben.

Az eddig említett ún. „hiányanaemiák" normális csontvelői működés mellett következtek be.

*»• Ionizáló sugárzások, mérgező kémiai anyagok (gyógyszerek), daganatok, toxinok esetleg autó- vagy heteroantitestek hatására a csontvelői őssejtek differenciá­lódása károsodik és az erythropoesis csökkenése mellett a granulocyták és a throm-bocyták száma is jelentősen lecsökken (granulocytopaenia, thrombocytopaenia). Ezt az állapotot aplasztikus anaemiának nevezzük. Aplasztikus anaemiában a sejtek nagysága, a hemoglobin telítettsége, életideje és ozmotikus rezisztenciája normális, ennél az anaemiafajtánál a sejtszegény csontvelőből a perifériás vérbe kikerülő kis számú erythrocyta a jellemző.

Vérvesztéses anaemia *» Az anaemiák kialakulásának másik oka a fokozott vérvesztés. Kisebb, hosszan

fennáló, krónikus (okkult) vagy hirtelen fellépő, nagyobb mértékű vérzés következ­tében alakul ki. Vérvesztés esetén a keringő vértérfogat, a vörösvérsejtek száma,

77 ' A vér alkotóelemei

illetve a hematokritérték is lecsökken. Hirtelen fellépő nagy vérzés az anaemián kívül hypoxiát, az életfontosságú szervek ischaemiáját, illetve hypovolaemiás shockot idézhet elő. A vérveszteséget a szervezet fokozott erythropoesissel, a vértartalékok felhasználásával (a vérraktárak kiürítésével), a keringő vérvolumen csökkenését pedig az erekbe történő folyadékbeáramlással igyekszik kompenzálni.

Hemolitikus anaemiák A vörösvérsejtek alakjának, struktúrájának bizonyos változásai az élettartamuk

megrövidülését eredményezik, s a nagyobb számú vörösvérsejtlebontás — amennyiben a fokozódó erythropoesis ezt nem képes kompenzálni — hemolitikus anaemiához vezet. A következőkben a leggyakoribb okokat soroljuk fel:

**• Enzimdefektus következtében a vörösvérsejtmembrán örökletes okok miatt helytelenül épül fel, a sejtek kicsik és gömb (sphaerocytosís), esetleg ellipszis (elliptocy-tosis) alakúak lesznek. Az alaki elváltozásokkal együtt jár, hogy ozmotikus rezisz­tenciájuk kisebb, élettartamuk pedig rövidebb, mint a normális vörösvérsejteké.

*» Haemoglobinopathiák. Ez a fogalom a globinszintézis rendellenességeit jelöli. Mutáció hatására a peptidláncok valamelyikében a lánc képződése nem tökéletes (pl. aminosavcsere a láncban). A három fő hemoglobintípuson kívül számos változat létezik (pl. HbBuda, HbKiskunhaias, Hbsavaria), ezek néha csak tünetmentes irodalmi érdekességek, de elégtelen oxigénfelvétellel vagy a vörösvérsejtek alaki elválto­zásaival is járhatnak. Klasszikus haemoglobinopathia a már ugyancsak említett sarlósejtes anaemia, amelynek oka a (3-láncon a 6. helyzetű glutaminsav helyébe került valin. Genetikai hiba az oka az ún. thalassaemiáknak is. Itt az a-lánc vagy a P-lánc szintézise nem biztosított (a- vagy (3-thalassaemia). A vörösvérsejtek alakja megváltozik és a hemolízis igen kifejezett. A haemoglobinopathiák egyik megnyil­vánulási formája a vörösvérsejteken belüli fokozott methemoglobín képződés, melynek oka, hogy a Fe -t a methemoglobin-reduktáz enzimek nem képesek Fe +-vá redukálni (lásd később).

**• Fokozódhat a hemolízis külső fizikai és kémiai ártalmak, de különféle kóroko­zók (pl. malária, giardiasis) hatására is.

**• Helytelen transzfúzió, Rh-inkompatibilitás, illetve autoimmun folyamatok­ban a beteg vörösvérsejtjei ellen ható (izoauto- és hetero-) antitestek a vörösvérsej­teket idő előtt hemolizálják.

Bármely okból is alakul ki a hemolitikus anaemia, közös jellemzőjük a fokozódó (kompenzáló) csontvelői erythropoesis, illetve a reticulocyták számának növeke­dése a perifériás vérben. A vörösvérsejtek szétesésének eredményeképpen a vérp­lazmában emelkedik az indirekt bilirubin koncentrációja (hemolitikus icterus), illetve fokozódik a vizelettel kiválasztott hemoglobin mennyisége. Tartósan fenn­álló hemolitikus anaemia a csontvelő kimerüléséhez vezet, amikor is a felsorolt tünetek már nem észlelhetők.

Methaemoglobinaemia A normális hemoglobinban — mint már azt említettük — a vas kétértékű, amely

oxidálószerek (pl. nitrit, egyes gyógyszerek) hatására háromértékű ferrivassá oxi­dálódhat. A ferrivasat tartalmazó hemoglobin stabil OH-ion-kötéssel kapcsolja magához az oxigént, s ezt leadni nem tudja. Ezáltal az oxigéntranszport lehetetlen­né válik, hypoxia lép fel. Kevés methemoglobin élettani körülmények között is képződik a vörösvérsejtekben, ezt azonban a felnőttek vérében lévő methemoglobin-reduktáz vagy glutation-reduktáz enzim ismét hemoglobinná alakítja. Újszülöttek­ben, csecsemőkben ezek az enzimek csak kis mennyiségben vannak vagy egyálta­lán nincsenek jelen, emiatt nitrát-nitrit tartalmú víz vagy étel fogyasztása súlyos, hypoxiás szövetkárosodással járó methaemoglobinaemia kialakulásához vezethet.

A vér 78

Polycytaemia A vörösvérsejtek számának megszaporodását, illetve a hemoglobin koncentrá­

ció növekedését jelenti. Megjelenési formái:

**• Polycytaemia vera (valódi polycytaemia) kialakulásához vezethet, ha a vörös-vérsejtképzés fokozódik, esetleg a vörösvérsejtek élettartama nő meg. A képzés fokozó­dását a legtöbb esetben a csontvelő rosszindulatú daganatos elváltozása okozza. A megnövekedett vörösvérsejt-termelést rosszindulatú daganat esetén általában a granulocyta- és a thrombocytaszám emelkedése is kíséri. A vér viszkozitása meg­nő, a íhrombosishajlam fokozódik, a vérnyomás is emelkedett és a hosszan fennálló állapot a vérkeringés zavarát és a beteg halálát eredményezheti.

**• Polycythemia secundaria a vörös vérsejtszám szabályozó mechanizmusa eredményeként keletkezik, például szöveti hypoxiában, aminek hatására a vese fokozza az erythropoetin képzést, ez a csontvelői őssejtek erythrocytopoeticus sejtté való differenciálódását serkenti, s a perifériás vérbe kikerülő nagyszámú vörösvérsejt segítségével kompenzálódik a hypoxia. Polycytaemia secundaria jön létre akkor is, ha hirtelen alacsony parciális nyomású oxigént tartalmazó (pl. magasan fekvő földrészen, hegyekben) helyre megyünk, és hypoxia alakul ki a szervezetben. A hypoxiát a szervezet több vörösvérsejt képzésével és vérbe jutta­tásával igyekszik kompenzálni. Ily módon polycytaemia compensatorica alakul ki. Ide tartozik még az ún. ál-polycythaemia is, amely főként a plazmavíz egy részének elvesztése után alakul ki (exsiccosis).

A fehérvérsejtek (leukocyták) A fehérvérsejtek legfontosabb funkciója a szervezet védekező mechanizmusai­

nak biztosítása. A vérben és a szövetekben lévő érett fehérvérsejtek festetlen állapotban színtelenek (leukocyta), sejtmaggal igen, de citocentrummal és nukleolusszal nem rendelkeznek, így már további osztódásra nem képesek. A vérnél nagyobb számban találhatók a szövetekben és a vérképző szervekben. Egészséges felnőtt ember vérében 4-8 G/l fehérvérsejt található. Újszülöttben ez az érték kb. 20 G/l, a felnőttekre jellemző fehérvérsejtszám általában 4-5 éves kor után alakul ki.

A fehérvérsejtek képzését egy globulinszerű fehérje, a leukopoetin stimulálja, amely az érést segítő legfontosabb szöveti faktor (a szövetekben sok helyen, igen csekély mennyiségben termelődik).

A fehérvérsejtek eredetüket, morfológiai és festődési tulajdonságaikat tekintve nem egységesek. Képződésük helye szerint elkülöníthetők a csontvelőben képződő granulocyták és monocyták, illetve a nyirokszervekben képződő lymphocyták. Mor­fológiai elkülönítésüket a sejtmag alakja, nagysága, festődése, valamint a citoplaz-ma szemcsézettsége és festődési tulajdonságai teszik lehetővé (3-7. ábra).

*~ Granulocyták

A csontvelői multipotens haemocytopoeticus óssejfből differenciálódó granu-locyta-progenitor leszármazottjai. Osztódásuk és érésük a csontvelőben történik, itt igen nagy számban találhatók a granulocyták fiatal, gyorsan proliferálódó fejlődési alakjai a promyeloblastdk, s a belőlük fejlődő myeloblastok, promyelocyták és

79 A vér alkotóelemei

PLURIPOTENS ŐSSEJT

B-lymphocyi prekurzor

ta-

B-lymphocyta

I PLAZMASEJT

T-lymphocyta-prekurzor

I T-lymphocyta

granulocyta-progenitor

I promyeloblast

myeloblast

multipotens haemopoeticus őssejt

promy

1 elocyta

L r~ neutrofil

myelocyta bazofil

myelocyta

1 1

granulocyta-macrophag progenitor

eozinofil progenitor

eozinofil myelocyta

1 neutrofil bazofil eozinofil

metamyelocyta metamyelocyta metamyelocyta (jugend) (jugend) (jugend) Jgei

stáb

szegment neutrofil

granulocyta

bazofil granulocyta

eozinofil granulocyta

macrophag-progenitor

T monoblast

l promonocyta

keringő monocyta

L_L I szöveti

macrophagok

3-7. ábra. A fehérvérsejtek fejlődése

myelocyták. A myelocyta stádiumban már elkülöníthetők a citoplazmában lévő granulumok festődési tulajdonságai alapján a jellegzetes festődést nem mutató neutrofil, a savanyú festékekhez nagy affinitást mutató eozinofil, illetve a bázikus festékekkel festődő bazofil myelocyták. A továbbiakban a granulocyták érése ezen a három vonalon megy tovább. A következő fejlődési alakok a metamyelocyták már kis számban a perifériás vérben is megjelenhetnek, ezek mint fiatal alakok a. jugend,

A vér 80

\ granulocyták

f

3-8. ábra. Perifériás vérben előforduló fehérvérsejtalakok, a: Jugend forma, b: stáb forma, c: szegmentált magvú neutrofil granulocyta, d:eozinofü granulocyta, e:bazofil granulocyta,

f: lymphocyta, g: monocyta

érettebb formában a sejtmag kifli vagy pálca alakja miatt a pálcika, stáb nevet kapták. A granulocyták végső, érett alakjának sejtmagja sajátos befűződéseket mutat, szegmentált (karélyozott). A szegmentumok száma a sejt öregedésével nő.

*» Neutrofil granulocyták. Az érett, szegmentált (karélyozott) magvú neutrofil granulocyták 60-70%-ban, a fiatalabb, pálcikamagvú sejtek 2-A%-ban, míg a ju­gend forma 0-1 %-ban található a perifériás vérben. Az érett neutrofil granulocyták átmérője 11-13 um, plazmájukban finom, apró neutrofil granulumok láthatók (3-8. ábra). Élettartamuk 9-13 nap, ebből azonban csak 5-6 órát töltenek a vérkeringés­ben, a fennmaradó életidejükben a szövetekben találhatók. Legfontosabb funkció­juk a fagocitózis. A vérpályán belül a véráram szállítja őket a többi vérsejttel együtt, a szövetekben azonban önálló, amőboid mozgást végeznek. Kijuthatnak az érrend­szerből, ha valamely szöveti sérülést okozó tényező az érfal permeabilitásának megnövekedését eredményezi. Először a kórokozóhoz legközelebb eső érrészlet falához tapadnak (granulocytamargináció), majd amőboid mozgással átpréselik ma­gukat a kapillárisokat bélelő endothelsejtek találkozásainál, az ún. junctióknál. Ez a jelenség az emigráció vagy diapedesis (3-9. ábra). Mozgásukat, illetve a szövetekben a tájékozódásukat kémiai mediátor anyagok, elsősorban a baktériumokból vagy más sejtekből származó polipeptidek, leukotriéneksth. segítik. Hatásukra mozgásuk felgyorsul és az érintett területre vándorolnak (kemotaxis). A sérült szövetrészen összegyűlt granulocyták az ott jelen lévő kórokozókat bekebelezik (fagocitálják). A granulocyták sejtplazmájában lévő neutrofil granulumok litikus vagy proteolitikus enzimeket tartalmaznak, ilyen pl. a mielo-peroxidáz, amely a szuper-oxid-anionok keletkezését katalizálja. A képződő szabad gyökök elpusztítják a bekebelezett kórokozókat, a neutrofil granulocyták citoplazmájában lévő lizoszomális fermentek pedig a mikroorganizmusok membránjának feloldásával „megemésztik" azokat. Egy granulocyta 10-15 baktériumot is fagocitálhat.

81 A vér alkotóelemei

3-9. ábra. A granulocyták emigrációja a vérből a szövetközti térbe. A: Endothel-sejtek, B: neutrofil granulocyta, C: endothelsejtek találkozási helye (junctio). A folyamat menete a következő: a kórokozókhoz legközelebb esőérszakasz falához belülről letapadnak (marginatio) a véráram által odasodort granulocyták (a) és amőboid mozgással átprése­

lik magukat az érfalon (b, c). Az emigrált sejtek megközelítik a kórokozót (d)

**• Eozinofilgranulocyták mennyisége a perifériás vérben 2-4%. Átmérője 10-12 um. Plazmájukban nagy, savanyúan festődő téglaszínű granulumok láthatók. A neutrofil sejtekhez hasonlóan fagocitózisra képesek, ezenkívül olyan anyagokat is termelnek, amelyek gátolják, nehezítik a neutrofil granulocyták emigrációjának létrejöttét (hisztamináz, kinináz)(lásd a 3-9. ábrát). Az allergiás reakciókban is részt vesznek.

**• Bazofil granulocyták a perifériás vérben 0-1%-ban fordulnak elő, átmérőjük 10-15 um közötti, plazmájukban jellegzetes, sötétkékre festődő (bazofil) granulu­mok láthatók (lásd a 3-8. ábrát). Funkciójuk még nem teljesen tisztázott. A bazofil citoplazmatikus granulumok tartalmazzák és feltehetően termelik is az egyik leghatásosabb véralvadásgátlót, a heparint. Részt vesznek a gyulladásos mediátorok (hisztamin, szerotonin, kisebb mértékben a prosztaglandinok) szintézisében.

Monocyták

A perifériás vérben található legnagyobb sejtek, 15-20 |im átmérőjűek (lásd a 3-8. ábrát). A csontvelői monocyta-progenitor differenciálódása során keletkeznek.

*• Fontosabb fejlődési alakjai a monoblast, a promonocyta és a monocyta. A vérkeringésbe csak az érett monocyta kerülhet, amely mintegy 24 óra múlva a vérből emigrál a szövetekbe.

**• A monocyták (más néven szöveti macrophagok) a kötőszövetben található histiocyták, a máj Kupffer-sejtjei, a tüdőalveolaris macrophagjai. A szöveti macropha­gok rendszerét újabban monocyta-macrophag szisztémának (MFS) nevezik.

A monocyták plazmája nagy mennyiségben tartalmaz mitochondriumokat, li-zoszómákat. Ezek — a granulocytákhoz hasonlóan — peroxidázt és proteolitikus enzimeket raktároznak, s jelentős tényezők a fagocitált részecskék (sejttörmelékek) lebontásában. A MFS sejtjei részt vesznek az immunreakciókban is.

A monocyták biológiailag aktív proteineket, egyes pirogén anyagokat, y-interfe-ront, komplementeket, prosztaglandinokat és néhány enzimet (pl. angiotenzin-konver-tázt) szekretálnak.

A vér 82

Lymphocyták (nyiroksejtek)

Az immunrendszer elemei. A nyirokszervekben képződnek a csontvelőből szár­mazó prekurzor sejtekből. A perifériás vérkép legkisebb sejtjei, a kis lymphocyták 5-6 um, a nagyok 9-11 um átmérőjűek. Sejtmagjuk a plazmát csaknem teljesen kitölti. A fehérvérsejtek 20-25%-át a lymphocyták képezik (lásd a 3-8 ábrát).

** Immunkompetenciájukat részben a thytnusban (T), részben a madarak Bursa Fabricii nevű szervével egyenértékű (B) nyirokszervekben (csontvelő, nyirokcso­mók, lép stb.) nyerik el, így eredetüket tekintve T- és B-lymphocyták lehetnek. A T-lymphocyták a vérben keringő lymphocyták 70%-át adják és elsősorban a cellu-láris immunreakciókban vesznek részt. A mintegy 30%-nyi B-lymphocytából anti-génstimulus hatására plazmasejtek keletkeznek, s a humorális immunvédekezésben igen jelentős immunglobulinokat termelik. A T- és B-lymphocyták a szokásos morfológiai módszerekkel nem különíthetők el egymástól. A lymphocyták im­muntulajdonságaira és az immunvédekezésben játszott szerepükre az immunoló­giáról szóló fejezetre utalunk.

A fehérvérsejtképzés zavarai

**• Leukopenia. A vérképző szerveket károsító hatások (pl. ionizáló sugárzás, toxinok, kémiai ártalmak) csökkent képzést okozhatnak, illetve a fokozódó le-ukocytafelhasználás a perifériás vérben a fehérvérsejtszám csökkenéséhez vezet. Ha a fehérvérsejtszám a perifériás vérben 4 G/l alá csökken, leukopeniáról beszélünk. Leukopenia esetén mindig további vizsgálat szükséges annak eldöntésére, hogy milyen fehérvérsejttípus hiánya miatt alakult ki a fehérvérsejtszám-csökkenés.

*» Granulocytopenia. Csontvelői ártalmak következtében lecsökkenő granu-locytaképzés, illetve fokozott pusztulás miatt a vérben keringő (főként a neutrofil) granulocyták száma lecsökken, súlyosabb esetben el is tűnhetnek a perifériás vérből (agranulocytosis). Granulocyták hiányában a phagocytafunkciók válnak elégtelenné, s ez teret enged a generalizált bakteriális fertőzések (pl. szepszis) kialakulásának.

**• Panmyelopathia. A gátolt csontvelői haemopoesis következtében létrejött agranulocytosis súlyos anaemiával, illetve thrombocytopeniával jár együtt.

**• Lymphopenia vagy lymphocytopenia akkor jön létre, ha a lymphocyták száma a normális érték (25%) alá csökken. A granulocyták számának jelentős megnöve­kedése relatív lymphopeniát eredményezhet, míg pl. tartós szteroidkezelés abszolút lymphopeniához vezethet.

**• Leukocytosis. Ha a keringő fehérvérsejtek száma a 10 G/l-t jelentősen meg­haladja. Legtöbbször gyulladásos folyamatokban fordul elő: reaktív leukocytosis. A fehérvérsejtszám nagyfokú és tartós megemelkedése a vérképző szervek dagana­tos burjánzása esetén észlelhető: leukaemoid reakció. Az egyes fehérvérsejttípusok felszaporodása (különböző funkciójuk miatt) más-más megbetegedésre utal.

**• Eosinophilia. Ha a perifériás vérben az 5%-ot meghaladja az eozinofil granu­locyták aránya, akkor allergiás állapotokra, anafilaxiás reakcióra, bélférgességre vagy bizonyos bőrbetegségekre (pl. psoriasis = pikkelysömör) gondolhatunk.

** Monocytosis tapasztalható a vírusbetegségekkel szembeni védekező reakciók­ban, Pfeiffer-féle mirigyláz, malária, illetve Streptococcusokáltal okozott szívbelhár-tya-gyulladás (endocarditis lenta) esetén.

83 A vér alkotóelemei

** A lymphocytosis elsősorban vírusfertőzésekre utal. *•• Granulocytosisról a neutrofil granulocyták megszaporodása esetén beszé­

lünk. Baktérium okozta gyulladásokban a védekezés kezdetén felgyorsul a granu­locyták vérből történő emigrációja, ez átmeneti granulocytopeniára vezet. A gra­nulocyták képzését negatív feedback mechanizmus szabályozza, így a granulocyta készlet csökkenése pontosan nem tisztázott módon Zew/copoef mtermelést indukál. Leukopoetin hatására fokozódik a csontvelői myeloblastok proliferációja, illetve az érett sejtek kiáramlása a vérkeringésbe, s granulocytosis alakul ki. (Egészséges emberben a granulocyták képzésének ütemét gátolja az általuk termelt ellenfaktor, a-ehalon.) A granulocytopoesis fokozódása következtében a fiatalabb granulocyták (jugend, stáb) a normálisnál nagyobb számban kerülnek a vérkeringésbe, ilyenkor a minőségi vérképet balra toltnak nevezzük.

J

Leukaemiák

Leukaemiákról beszélünk, ha a csontvelő vagy a nyirokrendszer rosszindulatú burjánzása következtében éretlen fehérvérsejtek feladatukat ellátni képtelen fiatal alakjai, illetve atípusos fehérvérsejtek nagy számban jelennek meg a perifériás vér­ben. Leukaemiákban a fehérvérsejtszám extrém növekedést mutathat, diagnoszti­kai értéke azonban a festett vérkenet, illetve a csontveló'punktátum mikroszkópos vizsgálatának van. Ilyen esetekben a csontvelő, illetve a nyirokszervek szövettani vizsgálata is szükséges. Feltehetően ionizáló sugárzások, onkogén vírusok, karci­nogén kémiai anyagok, ritkább esetben bizonyos örökletes tulajdonságok (pl. a 22. kromoszóma egy darabjának transzlokációja a 9. kromoszómára krónikus myeloid leukaemiában) szerepelhetnek a leukaemiák etiológiájában. A kóros sejttípusok eredete szerint megkülönböztetünk myeloid és lymphoid leukaemiát. Mindegyiknek lehet akut és krónikus formája is.

*» Akut myeloid leukaemiában a klinikai tünetek alapját a súlyos granulocyto-penia, anaemia és thrombocytopenia képezi. A granulocytopenia ellenére erre a típusra is a leukocytosis jellemző, amelyet a perifériás vérben megjelenő differen­ciálatlan blastok vagy atípusos sejtek (paramyeloblastok) okoznak. Hiányoznak az érett granulocytaalakok (hiatus leukaemicus).

*•• Akut lymphoid leukaemia elsősorban gyermek- vagy ifjúkorban fordul elő. Előfordul B-, T- vagy nullsejtes formája egyaránt.

**• Krónikus myeloid leukaemiában az éretlen csontvelői elemek, az összes myeloid fejlődési alak és az érett sejttípusok egyaránt megtalálhatók a vérképben (patológiás balra tolódás). A fehérvérsejtszám több százezerre emelkedhet mikro-literenként. Gyakori az eosinophilia és a basophilia. A csontvelőben a granulopo-eticus rendszer hyperplasiás.

**• Krónikus lymphoid leukaemia a lymphoid szövetek daganatos burjánzásának a következménye. Jellemző tünete a lymphocyták megszaporodása következtében kialakuló leukocytosis. A perifériás vérképben lymphoblastok és prolymphocyták is megjelennek. A csontvelőben a granulo- és erythropoesis háttérbe szorul, a csontvelői magvas elemek többsége lymphoid sejt (lymphoid metaplasia).

*» Hodgkin-lymphotna (lymphogranulomatosis) a nyirokcsomók, a lép és a máj fájdalmatlan megna­gyobbodásával, a perifériás vérképben abszolút lymphopeniával, monocytosissal vagy eosinophiliával járó kórkép. Mivel a nyirokszervek malignus elváltozásáról van szó, pontos diagnózist a nyirokcsomók szövettani vizsgálata ad.

A vér 84

A vérplazma

3-1. táblázat

*•• Ha alvadásgátlóval (heparin, EDTA, Na-citrát, Na-oxalát stb.) kevert vért lecentrifugálunk, a leülepedett sejtes elemek fölött elhelyezkedő folyadék a vér folyékony sejt közötti állománya, a vérplazma. Az alvadásgátló nélkül nyert vér (natív vér) néhány perc alatt megalvad, és a képződő vérlepény kipréseli magából a vérsavót (szérum). A vérplazma és a szérum alkotóelemei az alva-dási faktorok kivételével gyakor­latilag megegyeznek. A vérplaz­ma sűrűsége 1,010 körüli, ozmoti­kus koncentrációja 290-300 mos-mol/1, ez megegyezik az extra-celluláris folyadék ozmotikus koncentrációjával. A plazma leg­n a g y o b b része (92%-a) víz, amelyben oldott állapotban szer­vetlen és szerves alkotórészek ta­lálhatók.

A vérplazma alkotóelemei

Szervetlen anyagok

*» Szervetlen alkotóelemei a különféle elektrolitok és a vérgázok:

kationok: nátrium, kálium, kal­cium, magnézium, vas, réz;

anionok: klorid, hidrogén-kar­bonát, foszfát;

gázok: nitrogén, oxigén, szén­dioxid.

•* Szerves alkotórészek: tápanyagok fehérjék, aminosa­

vak, glükóz, zsírsavak, trigliceridek; anyagcseretermékek:

~ nitrogéntartalmú vegyüle­tek karbamid, kreatinin, kreatin, húgysav, amino­savak,

~ organikus savak: tejsav, piroszőlősav, citrom­sav, epesavak,

~ ketontestek: aceton, ace-tecetsav, p-hidroxivaj-sav,

~ egyébbomlástermékekbi-lirubin;

transzportanyagok: vitaminok, hormonok, enzimek, hormonok.

A vérplazma legfontosabb al­kotóelemeinek mennyiségét mu­tatja a 3-1. táblázat.

I tv'"

Cl"

HCOT

PO42"

C u : "

S/erves anyagok

136-146 mmol/l

3,8-5.2 mmol/l

2,3-2,7 mmol/l

0,8-1,2 mmol/l

96-105 mmol/l

24-28 mmol/l

1,0-1,4 mmol/l

18jj,mol/l

16|imol/l

fehérje 60-80 g/l

glükóz 4 ^ 5 , 5 mmol/l

lipidek 4,3-8,5 g/l

koleszterin 4,7-6,5 mmol/l

karbamid kreatinin kreatin húgysav amirtOMH -N

15-30mmal/l 7,5-15 mmol/l 70-140 (imol/1 2Ö-7Öumol/l

100-4000 ^mol/1 3-5 mmol/l

organikus bávák tejsav piroszőlősav citromsav

4-6mmol(l 1-2 mmol/l

0,1-0,2 mmol/l 0,1 -̂0,2 mmol/l

- k 0,3-0,5 mmol/l

bilirubin 17nmol/l

aszkorbinsa\

kortizoi •' • • , '< n

glutaminsav-oxálecetsav-transzamináz (SGOT)

23-85 |j.mol/l

0,14-0,69 umol/1

2-27 E/l

85 A vér alkotóelemei

Plazmaf ehérj ék

Egészséges ember vérplazmája kb. 60-80 g fehérjét tartalmaz literenként. A plazma fehérjéi struktúrájukat, kémiai tulajdonságaikat és funkciójukat tekintve nem egységesek. Az egyes fehérjefrakciók elektromos térben különböző sebesség­gel vándorolnak. Ezt a tulajdonságot használják fel a fehérjék elektroforézissel (ELFŐ) történő szétválasztására (3-10. ábra). Egyszerű (pl. papír-) elektroforézissel a plazmafehérjék az alábbi fő frakciókra bonthatók: albumin, a-, 13- és y-globulin.

A plazmafehérjék elsősorban a májban szintetizálódnak, bár a jelentős hányadot alkotó y-globulinok a plazmasejtekben képződnek.

Az albumin és a globulinok aránya (A/G hányados) 0,95:2,2. Ez az arány kóros körülmények között megváltozhat, pl. ha a globulinok aránya emelkedik (albumi-nuria vagy gyulladásos folyamat fennállása esetén), az A/G hányados csökken, míg nagy vérvesztés után az A/G arány az albumin gyorsabb ütemű szintézise miatt növekszik. Az A/G arány megváltozása az oka a vérsejtsüllyedés (Westerg-reen) gyorsulásának.

A vérplazmában számos, ún. minor fehérje is megtalálható. Ezek általában kicsiny koncentrációban ható enzimek, amelyek vagy az egészséges ember vérének alkotói, vagy valamilyen kórós folyamat (pl. szövetszétesés) következtében kerülnek a vérplazmába.

Az egészséges ember plazmafehérjéinek koncentrációja állandó, szintézisük és lebontásuk folyamatosan zajlik. A fehérjeképzéshez állandó fehérje-utánpótlás (fehérjében dús táplálék bevitele) szükséges. A plazmafehérjéket a sejtek pinocitó-zissal veszik fel, s az intracelluláris fehérjebontó enzimek segítségével aminosavak­ra bontják, melyeket a szervezet ismét felhasználhat fehérjeszintézisre (ezért mond­ják, hogy a plazmafehérjék, elsősorban az albumin, mozgó aminosavraktárak).

albumin a! a2 p

rfobulinok

albumin CÍI a2 P globulinok

3-10. ábra. Emberi vérszérum fehérjéinek szétválasztása papír-elektroforézissel. a: A diagram egyes csúcsai a vándorlási sebességük alapján elkülönített fehérjefrakciókat jelölik. b:A papír-elektroforézis elve: az elektromos erőtérben, enyhén lúgos pH mellett a plazmafehérjék

különböző sebességgel az anód felé vándorolnak

A vér 86

Albumin A vérplazma összfehérjekészletének 50-60%-át alkotják, de albumin található

még az interstitiális térben, a könnyben, a nyirokban, a verejtékben, a nyálban és a gyomornedvben is. Az albuminfrakció kémiailag egységes, a májban szintetizálódik, felépítésében kizárólag aminosavak vesznek részt. Az albuminok vízben jól oldód­nak, elektroforézissel a legnagyobb sebességgel vándorolnak. Az érpályán belül viszonylag kis molekulatömegű (65 000-69 000 D) albuminok találhatók nagy koncentrációban, ezek tartják fenn a vérplazmára jellemző kolloid ozmotikus nyomást, ül. befolyásolják a plazma és az interstitiális tér közötti folyadékeloszlást.

A vérplazma-albumin molekulafelszínén kétszáznál több pozitív és negatív töltés található, emiatt igen nagy az albuminok kémiai affinitása. Könnyen felveszik és megkötik a vérkeringésbe kerülő elemeket, vegyületeket, és — mint karriermo­lekulák — transzportálják ezeket a felhasználás, illetve a kiválasztás helyére. így transzportálja az albumin a bilirubint, a szabad zsírsavakat, az urobilint, az egyes fémeket (Cu, Fe, Zn), vitaminokat (C-vitamin), a kalciumot, a hormonok egy részét (szteroidokat, tiroxint) és némely gyógyszert (penicillin) is.

Az albuminok bizonyos mértékig védőfunkciót is ellátnak, mert képesek a meg­kötött molekulákat megvédeni a vérben lévő enzimek hatásától, illetve a vesén át való kiválasztástól.

Globulinok Kémiailag összetett fehérjék, szintézisükhöz a polipeptideken kívül lipidek (lipo-

protein) és szénhidrátok (glukoprotein) is szükségesek. Vízben nem, csak nagyobb sókoncentrációjú oldatban oldódnak. Ez a frakció nem egységes, különböző kémiai felépítésű és funkciójú fehérjék keveréke, melyek eltérő töltésviszonyaik és eltérő vándorlási sebességük alapján ugyancsak elektroforézissel választhatók szét. Az igen kis koncentrációjú globulinfrakciók is szétválaszthatok pl. immunelektrofo-rézissel (3-11. ábra).

*+ Az ily módon nyert frakciókban a globulinfehérjék egyik része (kb. 12%-a) lipoprotein, az a- és a p-globulin-frakcióban vándorolnak, egészséges emberben megkötik a koleszterint, a foszfolipideket és a zsírsavakat, s mintegy fehérjeburok­ba csomagolva, fehérje-lipoid komplexek formájában szállítják a sejtekhez.

** A globulinok másik része glukoprotein, funkciójuk igen változatos (pl. gluko-proteinek a plazma véralvadási faktorai). Számos kismolekulájú anyag megköté­sére és szállítására alkalmas fehérje is globulin, amelyek — mint karriermolekulák — megnövelik a kis molekulák méreteit, ezzel védik az említett anyagokat a vese útján

precipitációs vonal

3-11. ábra. Immunelektroforézis. A vizsgálandó vérplazmát agar-agar géllel bevont lemezre cseppentjük és elektromos erőtérben futtat­

juk. A lemez szélén húzott vékony barázdába megfelelő monovalens el­lenanyagokat tartalmazó immunsavót viszünk. A fehérjeantigén és az immunsavóban lévő ellenanyagok egymás felé diffundálnak. Ahol a fe­hérjemolekula (antigén) találkozik a specifikus ellenanyaggal, precipi­

tációs vonal keletkezik

87 A vér alkotóelemei

való kiválasztástól. Pl. az ai-haptoglobin a vörösvérsejtek szétesése után kiszabaduló hemoglobint specifikusan megköti, és a haptoglobin-hemoglobin komplex, mint óriásmolekula, megakadályozza a hemoglobin vesén át történő kiürülését. Kóro­san fokozott erythrocyta-szétesés esetén a haptoglobin telítődhet hemoglobinnal, ez esetben a szabad hemoglobin a vizelettel távozik a szervezetből, amely vöröses, átlátszó, lakkszerű (haemoglobinuria).

A cöruloplazmin ((X2-globulin) rezet tartalmaz. Fő funkciója a Fe + Fe +-ionná történő oxidációjának katalizálása (oxidáz enzim). Koncentrációja fertőzések, da­ganatok, szövetszéteséssel járó folyamatok kapcsán megemelkedik, ezért feltétele­zik, hogy a nem specifikus védekezésben is szerepet játszik. A transzkobalatnin a Bi 2-vitamint specifikusan köti, a transzkortin pedig a kortizolt szállítja. A fJi-globu-lin a vasat megkötő és transzportáló fehérje, a transzferrin pedig a vékonybélből felszívott vasat a májon át a csontvelőbe továbbítja. Az a2-makroglobulin biológia­ilag igen aktív proteáz inhibitor, amely meggátolja a vérplazmában található proteolitikus enzimek (fibrinolizin, trombin) aktivitását.

*» Immunglobulinok. A y-globulinok az egészséges vérplazma leglassabban ván­dorló fehérjéi. A molekulák tömege és a fertőzésekkel szembeni védőfunkciók alapján 5 osztályba sorolhatók: IgA, IgG, IgD, IgM és IgE. (Az immunglobulinokról az immunológiai fejezetben még lesz szó.)

A plazmafehérje-szintézis elégtelensége

Legtöbbször a máj működő sejtjeinek (májparenchyma) nagyfokú pusztulásakor fordul elő (pl. hepatitis vagy májcirrhosis az albumin- és a fibrinogénszintézis zavarához vezet).

*•• Hypoproteinemia a plazmafehérjék koncentrációjának csökkenése a vérben akkor jelentkezik, ha a szervezetben általában fehérje- vagy aminosavhiány van: éhezés, fehérjeszegény táplálkozás, cachexia, illetve májbetegségek, nagyfokú vér­vesztés vagy a vizelettel történő fehérjevesztés. Hosszan tartó magas láz is a fehérjék kisfokú denaturálódásához, ezáltal hypoproteinaemiához vezet.

*• Dysproteinemia. A plazmafehérjék arányának megváltozásával járó kóros állapot. Előfordul normális összfehérje-koncentráció mellett is, pl. albuminvesztés kompenzálására fokozódó globulinszintézis esetén, de a hypoproteinaemia rend­szerint együtt jár az A/G hányados eltolódásával (pl. gyulladásos folyamatokban felszaporodnak a globulinok).

*» Paraproteinemia. Egyes betegségekben (pl. plasmocytomában) rendellenes, atípusos fehérjeféleségek képződnek. Ilyen a Bence-]ones-féle paraprotein, amely elektroforézissel a p-globulinok között mutatható ki.

*» Magzati fehérje - a-fetoprotein (AFP). oc-globulin típusú fehérje, fiziológiás körülmények között csak magzatban, illetve újszülöttben mutatható ki, s a meg­születés után gyakorlatilag eltűnik a vérből. Fő funkciója a magzati albuminhiány pótlása. Egyes fejlődési rendellenességekben (pl. velőcső-záródási rendellenesség vagy magzati nephrosis szindróma) az AFP kimutatható az anyai vérplazmából. A terhesek szérumának AFP-szűrővizsgálata napjainkban — az említett fejlődési rendellenességek „kiszűrése" céljából — már kötelező. Néhány rosszindulatú daganatos betegségben — elsősorban májdaganatokban — a vérplazma AFP-koncentrációja felnőtt emberben is kórosan megemelkedik.

A vér 88

A szervezet védekező rendszerei

Az élőlények külső és belső környezetük állandó hatásainak és változásainak vannak kitéve. Fennmaradásuk egyik feltétele, hogy alkalmazkodjanak a környe­zetükhöz. Az evolúció során létrejött és genetikusan determinált struktúrákat létük, fennmaradásuk céljából meg kell őrizniük, azaz védekezniük kell a környe­zet olyan károsító hatásaival szemben, amelyek a szervezet integritását veszélyez­tetik.

A védekezés lehet aktív mechanizmus, ennek során a szervezet maga állítja elő a védekezéshez szükséges anyagokat, a passzív védekezés során pedig csak felhasz­nálja a rendelkezésére álló, készen kapott védőanyagokat.

Az aktív védó'mechanizrnusok a szervezet gyulladásos reakciója és az immunvédekezés.

Gyulladás A gyulladás a magasabbrendű szervezeteknek a különféle okok által kiváltott

helyi szövetkárosodásra adott komplex, sztereotip válaszreakcióba. A gyulladás célja a szövetkárosodások okainak és következményeinek felszámolása.

A gyulladás az egyik legősibb, genetikailag meghatározott védőmechanizmus. A szövetkárosodást létrehozó tényezőtől függetlenül, minden esetben közel azonos sorrendben zajlik, ezért sztereotip. Komplex reakcióról van szó, amely magában foglalja a lokális (helyi) és a szisztematikus (általános) történéseket.

A gyulladás lokális reakciójában három szakaszt különíthetünk el:

® szövetkárosodás (alteratio), ® érreakciók (vascularis reakciók), ® helyreállítás (reparatio).

Szövetkárosodás

Különféle, változó intenzitású és változó ideig ható külső és belső szövetkárosító tényezők az érintett szövetekben morfológiai és funkcionális változásokat hoznak létre. A szövetkárosodások okait a 3-12. ábra foglalja össze. Szövetkárosodás és szövetszétesés következtében a károsodott sejtekből biológiailag aktív anyagok sza­badulnak fel, ezek egyrészt vazoaktív anyagok (hisztamin, szerotonin, leukotriének), amelyek az adott területen kémiailag biztosítják a védekezés lehetőségét, illetve a szöveti károsodás helyén fokozzák a kapillárisok falának permeabilitását. A fehér­vérsejtekből lizoszomális bontóenzimek (proteázok) lépnek ki, s proteolitikus lánc­reakciót indítanak meg, ezáltal a szövetkárosodás fokozódik. Ugyanakkor a lizo­szomális enzimek egyéb gyulladásos mediátorok (bradikinin, kallidin, kallikrein) keletkezését segítik. A szövetkárosító tényezők nem kerülik el a gyulladás terüle­tén lévő ereket sem, így változás következik be a véralvadási szabályozó rendszer mechanizmusában is. A kórokozó ágens behatását követően reflexes érösszehúzó-dás következik be részben a kitapadó és agregálódó thrombocytákból felszabaduló szerotonin, részben noradrenalin hatására. A szétesett sejtekből szöveti tromboplasz-

89 A szervezet védekező rendszerei

mechanikai okok mechanikai okok

fizikai okok fizikai okok

EXOGÉN OKOK

kémiai okok kémiai okok

biológiai okok biológiai okok

. traumák (sebek, zúzódások, törések stb.)

• idegentest

. vibráció

• sugárzások (UV, infravörös, radioak-

elektromos áram

• hőhatások (hideg-meleg)

• anorganikus savak, lúgok

. szerves oldószerek (benzol, toluol)

. szerves festékek (anilinszármazékok)

• toxinok (kígyóméreg)

- vírusok

. baktériumok

• protozoonok

- gombák

vérellátási zavarok " vérellátási zavarok "

immunkomplexek . képződése

immunkomplexek . képződése

ENDOGÉN OKOK ENDOGÉN OKOK

anyagcserezavarok anyagcserezavarok

proteolitikus enzimek

aktiválódása

proteolitikus enzimek

aktiválódása

-C

thrombosis, embolia

atherosclerosis

glpmerulonephritis

SLE

purin (köszvény)

pancreatitis

3-12. ábra. A szövetkárosodások okai

tin szabadul fel, amely aktiválja a véralvadási rendszert, s így a helyi gyulladás nem okoz súlyos vérzéseket. A véralvadás eredményeképpen microthrombusok zárják el a sérült szövet körüli vér- és nyirokereket. Ezenkívül a szövetkárosodás helyére gyűlt, itt kiszabadult és elpusztult fehérvérsejtek lobgátat képeznek. így

A vér 90

lokalizálódik a kórfolyamat, és a lobgát védi a szervezetet a kórokozóktól egészen addig, amíg a celluláris védekezés be nem indul. A széteső szövettörmelékből és az elpusztult fehérvérsejtekből lázkeltő (pirogén) anyagok szabadulnak fel, ugyanak­kora leukopoetin szekréciója is fokozódik. Hatásukra emelkedik a testhőmérséklet, aminek következtében a leukocyták érése és differenciálódása, illetve a csontvelő­ből a vérbe áramlása is felgyorsul (leukocytosis).

A szervezetnek a helyi szövetkárosodásra adott válaszreakciója a gyulladás jól ismert tüneteiben (rubor, calor, tumor, dolor és functio laesa) nyilvánul meg. A rubori (pír) a lokális értágulat, illetve a vazoaktív anyagok érfal-permeabilitást fokozó hatása okozza. A calor (melegség) is a helyi vérbőség következménye. A tumor (duzzanat) a szövetközi folyadék megszaporodása (ödéma) és az infiltráló sejtek tömege miatt jön létre. A dolort (fájdalom) az okozza, hogy a szervezetbe jutott anyagok (pl. toxin) vagy a gyulladás során keletkező kémiai anyagok ingerlik az idegvégződéseket, illetve a szövetkárosodás hatására a testszerte elhelyezkedő fájdalomérző receptorok (nociceptorok) ingerületbe kerülnek. A functio laesa (mű­ködéscsökkenés) a fentebb felsorolt elváltozások együttes hatása következtében alakul ki.

Érreakciók

*» A gyulladás igen aktív szakasza, amelyben a kórokozó behatolási helyén a mikrocirkuláció területein (kapillárisok, prekapilláris arteriolák, posztkapilláris venulák) az erek kitágulnak és az említett erek falának permeabilitása megnő, s az erekből azoknak az anyagok-

opszoninok nak és sejteknek a kiáramlása indul meg, amelyek részt vesz­nek a védekezésben. Ebben a fá­zisban egyidejűleg többlépcsős mechanizmus működik: vasodi-latatio és exsudatio. Az elváltozás bekövetkeztének első szakaszá­ban a reflexes érszűkületet értá­gulat váltja fel. A kitágult, hype-raemiás arteriolák és venulák területén aktív anyagtranszport indul meg az érből az extrava-zális térbe. Exsudatiónak nevez­zük azt a folyamatot, amely so­rán a vérplazma kiáramlik az

3-13. ábra. Az opszonizáció és a fago-citózis. A kisméretű, feltűnést az immun­rendszerben nem keltő kórokozó az opszo-nin által érzékelhetővé válik az immunsej­tek számára, amely lehetővé teszi a — pél­dában ábrázolt — fagocitózis létrejöttét

opszoninkötő receptorok

91 A szervezet védekező rendszerei

erekből a szövetek közé. A vérplazmával olyan anyagok is kikerülnek az intersti-tialis térbe, amelyek a celluláris immunreakciókat gyorsítják. Bizonyos jelző fehérjék (opszonin) a fagocitálandó részecskékhez kapcsolódnak, ezzel jelezve a phagocyták számára a gyulladás helyét és jelenlétét. A phagocyták speciális, opsoninfelismerő receptorokkal rendelkeznek, s ezek segítségével a phagocyta az opszoninhoz kapcsolódik, ezzel megkönnyítve és gyorsítva a fagocitózist. A plazmakiáramlást (exsudatio) nagyfokú sejtkiáramlás követi. Először a neutrofil granulocyták közelítik meg a szövetszéteséshez legközelebb eső ér falát. Az érfalon átjutva a fehérvérsej­tek a gyulladásos góc felé vándorolnak (kemotaxis). A granulocyták kemotaxisát idézik elő a leukotriének, prosztaglandinok, a kallikrein, a hisztamin, illetve a limfokinek is.

*» A fagocitózis a gyulladásos reakció központi történése. Fagocitózisra képes sejteka neutrofil granulocyták, a monocyták és bizonyos mértékig az eozinofil granulocyták. Fagocitózis során a fehérvérsejt membránján lévő receptorhoz kötődik az opszo-nizált részecske, majd endocitózissal a fehérvérsejt plazmájába kerül, ahol azok lizoszomális enzimjei elpusztítják, illetve feloldják (3-13. ábra). A granulocyták részben a fagocitózis során elpusztulnak, s a keletkező genny részei lesznek, mások megkezdik a fagocitált anyagok emésztését, majd visszaáramlanak a vérpálya felé. Ezeket a sejteket a nyirokrendszer kiválasztja, s elpusztításukért is a nyirokrend­szer nagy macrophagsejtjei a felelősek.

Helyreállítás (reparatio vagy proliieratio)

Ebben a fázisban minden történés a szövetkárosodás következményeinek felszá­molására irányul. Megkezdődik az eredeti szövetstruktúra helyreállítása. -Az el­pusztult szövetek helyét lymphocytákból, plazmasejtekből, monocytákból, szöveti macrophagokból és fibroblastokból álló granulációs sarjszövet foglalja el. Ezzel párhuzamosan az erek is regenerálódnak. Mindezen folyamatok a hegszövet kiala­kulását eredményezik.

A gyulladásos folyamat kísérő tünetei

**• A láz szabályozott hyperthermia, amelyet a gyulladás kapcsán endogén és exogén pirogén anyagok váltanak ki. Exogén pirogének a mikroorganizmusok endotoxinjai vagy a sejtmembránjukat felépítő anyagok alkotórészei. Az endogén pirogén anyagok a gyulladásos szövetek köré sereglő granulocytákból, monocy­tákból szabadulnak fel. Pirogén anyagok hatására a hypothalamusban található hó-szabályozó központ neuronjainak hőérzékenysége csökken, ezért a hőközpont „sza­bályozópontja" magasabb értékre áll be. A hőtermelés és hőleadás egyensúlya felborul, eltolódik a hőtermelés irányába egészen addig, amíg a testhőmérséklet el nem éri az „új", magasabb értéket. A magasabb hőmérséklet fokozza a fagocitózis ütemét, serkenti az anyagcsere-folyamatokat, fokozza a szívfrekvenciát és a légvé­telek számát. A 39 °C körüli láz már gátolja a baktériumok szaporodását, ezzel direkt módon részt vesz a szövetkárosodás okainak felszámolásában. Ha a kóroko­zók által kiváltott hatások megszűnnek, a hőreguláció szabályozópontja visszaáll az alapértékre és a hőképzés lecsökken. A hőleadás nagyfokú verejtékezés kísére­tében fokozódik, és ismét a normális testhőmérséklet mérhető.

A vér 92

Leukocytosis. A gyulladás során a fehérvérsejtszám alakulása jellegzetes képet mutat. A kezdeti, átmeneti leukopenia után az elpusztult leukocytákból felszabaduló leukopoetin serkenti a granulocyták csontvelői képzését és mozgó­sítja a szervezet fehérvérsejt-tartalékait, ami a perifériás fehérvérsejtszám emelkedé­sében nyilvánul meg. Megnövekszik a jugend és a stáb granulocyták számaránya, „a vérkép balra tolódik". Ez elsősorban a gyulladás vascularis fázisában jelentkezik, később a monocyták, a szöveti macrophagok, valamint az eozinofil granulocyták száma emelkedik meg. A macrophagok a fagocitózisban elpusztult neutrofil sejtek maradványait, a szövettörmelékeket stb. fagocitálják. Az eozinofil sejtek proteoli-tikus enzimjeikkel a képződő gyulladásos mediátorokat hatástalanítják.

Dysproteinemia. A gyulladásos reakció során a plazmafehérjék összetétele is jellegzetes eltérést mutat a normálistól. Egyes fehérjefrakciók, így az albumin és a transzferrin képzése lecsökken, míg a májban fokozódik a globulinok szintézise. Elsősorban a fibrinogén, a protrombin, a cöruloplazmin, az oa-makroglobulin, a haptoglobulin vagy a C-reaktív protein koncentrációja emelkedik a vérplazmában. A szövetkárosító kórokozók — mint antigének — ellenanyag-termelést és -mobi­lizálást is megindítanak, így az immunglobulinok plazmakoncentrációja is növek­szik. A vérplazma — elsősorban a plazmafehérjék — összetételének megváltozása (A/G arány) fokozza a vörösvérsejtek süllyedési sebességét (Westergreen-érték). Minél nagyobb a vérplazma durván diszpergált fehérjefrakcióinak (fibrinogén, globulinok) az albuminhoz viszonyított aránya, annál gyorsabb a vörösvérsejtek süllyedése. Egészséges emberben ez az érték kisebb, mint 10 mm/óra, mely gyulladás követ­keztében a többszörösére is emelkedhet.

Stresszreakció. A gyulladás etiológiai tényezői a szervezet funkcióit sajátos módon átrendezik. Ez a stresszreakció képében nyilvánul meg, úgy, hogy a szintetikus és a proliiéra tív folyamatok visszaszo­rításával egyidőben fokozódnak az energiatermelő folyamatok. A stresszreakciót a központi idegrend­szer irányítja a humorális mediátorok közvetítésével. Célja a szervezet ellenálló képességének ideiglenes fokozása. A szövetkárosodást kiváltó tényezők fokozzák az adrenalin, az ACTH, a kortikoszteroidok és a tiroxín elválasztását, ezzel mozgósítják a szervezet energiatartalékait (fokozódik a glükóz mobilizációja a májból, a glikoneogenezis, a lipolízis). így növekszik a vércukorszint, a szabadzsírsav-szint, a szívfrek­vencia, a szív perctérfogata, illetve a vérnyomás. Megnő a keringő vér mennyisége, ez lehetőséget teremt a gyulladásos terület jobb vérellátására. Emelkedik a testhőmérséklet, fokozódik a haemopoesis, a fehérjeszintézis. Az eosinophilia kiemelt jellegzetessége a stresszreakciónak (régebben az abszolút eozinofil sejtszám laboratóriumi meghatározását — a Thorn-próbát — a mellékvese működésének vizsgálatára használták).

A gyulladások típusai

Valódi gyulladás, A gyulladást élő kórokozó váltja ki (vírusok, baktériumok, rickettsiák, protozoonok, gombák).

Steril gyulladás. Nem élő kórokozók okozzák, hanem a szervezetben létrejövő szövetpusztulás során felszabaduló gyulladásos mediátorok (pl. szívinfarktus, immunkomplexek kiváltotta gyulladások, pancreatitis, adnexitis). Létrejöhet epe­kő, vesekő szöveteket izgató hatása miatt, valamint inadekvát enzimműködés miatt is. Ezekben a folyamatokban genny nem képződik a gyulladás területén, izzadmány azonban kimutatható.

Specifikus gyulladás. }ól definiálható kórokozó jól definiálható elváltozást okoz (pl. tbc, lues, actinomycosis).

Aspecifikus gyulladás. A kialakuló tünetek nem jellemzőek a kiváltó okra (pl. égés-fagyás, bronchitis).

93 A szervezet védekező rendszerei

Az immunvédekezés A korábban már ismertetett gyulladásos reakció olyan védekezési mechaniz­

must jelent, amelyet minden esetben megelőz valamilyen szövetkárosítás. Az immunvédekezés során a szervezet a kórokozó behatolása előtt, már az intrauterin fejlődés során felkészül a védekezésre. Az immunitás védettséget jelent, amelynek célja a faji integritás aktív módon történő fenntartása. Az immunvédekezés komplex folyamat (jelenség), melynek során az immunrendszer elemei aktív kölcsönhatásba lépnek a szervezetbe került idegen anyagokkal, esetleg saját, megváltozott sejtje­ikkel. Működésének alapjaa „saját" és az „idegen" felismerésénekképessége. Ez a képesség lehet veleszületett és szerzett.

Az egyed megszületésekor négy genetikusan determinált strukturális és funkci­onális adottságot hordoz: 1 a leukocyták fagocítálóképességét; 2 a gyomornedv sósavtartalmának baktericid hatását; 3 a bőr (kültakaró), a tápcsatorna, légutak és húgyutak nyálkahártyája mint elsőd­

leges védelmi vonal létezését a behatoló kórokozók ellen; 4 a szervezetben képződő kémiai anyagokat (pl. a nyálban található lizozim enzim

vagy a nyálkahártyákat védő fehérjekomplex, a properdin baktericid hatása). Külön kell említeni a veleszületett, ún. maternális immunitást. Az intrauterin

életben a magzat gyakorlatilag steril körülmények között él, a placenta barrier funkciója megvédi a különféle kórokozók hatásától. Az anyából csak IgG típusú ellenanyag jut a placentán át a magzatba. A megszületés után, lebomlásáig ez az anyai IgG, illetve az anyatej szekretoros IgA tartalma biztosít az újszülött számára védőanyagot saját aktív ellenanyag-termelése megindulásáig. Még anyai immun­kompetens sejtek is bejuthatnak az anyatejjel az újszülöttbe, növelve ezzel is a csecsemő védekezőképességét.

Az immunvédekezés szerzett képessége természetes és mesterséges úton is létrejöhet. 1 A természetes immunitás megszerzése aktív munkát igényel a szervezettől, ez

esetben a fertőzés kiállása vagy látens fertőzés kapcsán a szervezet maga állítja elő az ellenanyagokat.

2 Az immunitás mesterséges megszerzése óriási jelentőségű a fertőző betegségek prevenciójában. A mesterséges immunizálás lehet

~ aktív folyamat, amely során élő attenuált, vagy elölt kórokozókat jutta­tunk a szervezetbe, s ezzel a szervezet immunapparátusát aktív védeke­zésre serkentjük (pl. BCG-védőoltás),

~ passzív immunizálás alkalmával kész immunanyagokat (y-globulin) jut­tatunk a szervezetbe.

Az immunvédekezés fejlődése (filogenezise) Immunológiai szemléletünk kialakítása szempontjából igen lényeges annak a biológiai törvénynek

az ismerete, hogy az evolúció magasabb fejlődési fokán álló szervezetek már rendelkeznek mindazon képességekkel, amelyet az eggyel alacsonyabb rendű már birtokolt.

Az egysejtű véglények (pl. amőbák) már rendelkeznek az önfelismerés és az idegen anyag felismeré­sének képességével, a fagocitózis pedig egyik központi élettevékenységük. (A granulocyták és a lymhocyták funkciói is hasonlóak.)

A vér 94

A gerinctelen állatokra a szelektív rezisztencia a jellemző. Az ízeltlábúak szervezete már vérelemeket, magvas vérsejteket (haemocytákat) tartalmaz, amelyek kitapadnak a szervezetbe kerülő idegen anya­gokra, és később rostossá váló tokkal vonják be. A haemocyták membránjai felszíni antigénstruktúrákat (sejtfelszíni markereket) tartalmaznak. Hemolimfájukból (vérnyirok) már globulinok mutathatók ki.

A halak phagocytákkal és B típusú lymphocytákkal rendelkeznek. A tengeri halaknál megjelenő thymustelep a humorális immunitás alapjait is biztosítja. A gerincesek sokoldalúan képesek a saját struktúrák és az idegen anyagok felismerésére. Az adaptív immunitást biztosító sejtes és humorális immunitás a védekezés legfejlettebb formája.

Az immunrendszer biológiailag aktív elemei a lymphocyták, a szikhólyag, a magzati máj és a magzati csontvelő lymphocyta-prekurzoraiból származnak. Az őssejtek proliferációja és differenciálódása a reticuloendothelialis rendszerben (RES) zajlik.

A RES a szervezet védekezőmechanizmusainak strukturális alapja. A nyirok­szervek reticulumsejtből és rácsrostokból felépülő reticularis elemeiből, továbbá az érfalat bélelő endothel- és a savós üregek belsejét bélelő mesothel-sejtrétegből áll. Az endothel biztosítja az erek sima belső felszínét, emellett az endothelsejtek teszik lehetővé, hogy viszonylag nagy méretű sejtek — macrophagok, neutrofil granu-locyták (fibrocyták, histiocyták stb.) is átjussanak az érfalon a védekezés területére.

A nyirokrendszer regionális felépítésű. Elsődleges nyirokszervekből (thymus, lép, bursával egyenértékő szervek), illetve a szervezet minden részében elszórtan megtalálható másodlagos nyirokszervekből áll. Ezek a testszerte elhelyezkedő, önállóan működő nyirokcsomók, illetve a légutak, a száj vagy a tápcsatorna szövetei között elhelyezkedő nyiroktüszők (tonsillák, Peyer-plaque-ok, appendix).

Az immunrendszer egyedfejlődése (ontogenezise)

Az immunocyták differenciálódása már a magzati életben kettős irányú, ennek eredményeképpen morfológiailag hasonló, funkciójukat tekintve azonban igen eltérő jellegű thymus eredetű T- és bursa eredetű B-lymphocyták fejlődése kezdődik meg.

A T-lymphocyták differenciálódása A magzati májból és csontvelőből a lymphocyta-elősejtek a vérárammal a

thymusba áramlanak, s itt válnak immunkompetens sejtekké. A thymus (csecsemőmirigy) a nyakon, a sternum mögött helyezkedik el a felső

- mediastinumban. Két lebenyből, ezek pedig számos — kéreg- és velőállományra tagolódó — lebenykéből épülnek fel. A thymus a 9. intrauterin héttől funkcionál, újszülött és kisdedkorban a legaktívabb, a pubertás után pedig elsorvad.

A lymphocyta-elősejtek proliferációja a thymus paracorticalis területein kezdő­dik, itt a legkifejezettebb, majd a még éretlen T-lymphocyták a kéreg-velő határra vándorolnak. Itt helyezkednek el az ún. dajkasejtek (D-sejtek), amelyek feltétele­zéseink szerint citoplazmájukba felvéve a bejutott lymphocytákat, a genetikai információikat átadják (emperiopoiesís) nekik. Ezen a területen a T-sejtek osztódása is végbemegy. A T-lymphocyták érése folyamán a sejteken fontos felszíni markerek (jelölőanyagok) jelennek meg. A differenciálódás bizonyos indukciós hatásokra (MHC-antigének) fokozódik. Az MHC (Major Histocompatibility Complex) fontos részt vállal a saját és az idegen felismerésének kialakításában. Emberben az MHC-t HLA-nak (humán leukocyta antigén) nevezik, ezt a tulajdonságot a 6. számú kromo­szóma rövid karján található számos locuson lévő gének hordozzák.

95 A szervezet védekező rendszerei

A thymusban a T-sejtek immunkompetens sejtekké válnak. A proliferációt és a differenciálódást a thymus epitheliális sejtjei által termelt humorális faktor, a timozin segíti. Más humorális tényezők (feltehetően a thymopoetin) az érést és az osztódást gátolják, ezáltal egyensúlyi állapot jön létre.

Az immunkompetencia az egyedre jellemző tulajdonság, elnyerése után a T-sejtek utódai magukban hordozzák az idegen és a saját struktúrák felismerésének képességét. Az emberi T-sejtek kb. 10 , a B-sejtek pedig 10 különböző antigén felismerésére képesek. Az immunológiai érés után az elkötelezett T-lymphocyták irányítják az immunrendszer mőködését úgy, hogy 2-3 nap után a thymus velőállományának venuláján keresztül kiáramlanak a thymusból (emigráció) és benépesítik a perifé­riás nyirokszervek thymusdependens régióját (nyirokcsomók paracorticalis része, a lép centrális arteriolái körüli terület). A megszületés után megszűnik a T-lymphocy ták emigrációja, az ott tartózkodó lymphocy ták, mint thymocy ták végleg a thymusban maradnak.

A T-sejtek hosszú életűek (100 naptól 10 év), folyamatos jelenlétüket a vér és a perifériás nyirokszervek közötti állandó kicserélődés biztosítja. Sejtmembránjukon thymus eredetre utaló antigéneket és antigénekkel specifikus kötődésre képes antigénfelismerő (antigénkötő) receptorokat találunk.

A T-lymphocyták alapvetően a celluláris immunválaszért felelősek, de a humorális védekezés megvalósulását is segítik.

— A T-sejtek morfológiai sajátosságaik alapján nem különíthetők el egymástól, funkciójuk, tulajdonságaik alapján azonban 5 alcsoport különböztethető meg.

1 Iniciátor sejt (Ti): a legfontosabb funkciója a celluláris immunválasz megindítása. 2 Helper (segítő) sejtek (Th): mind a celluláris, mind a humorális immunfolyama­

tokat serkentik. 3 Citotoxikus sejtek (Tc): a celluláris immunválasz során citolitikus hatásuk révén

az idegen sejteket feloldják, elpusztítják. 4 Szuppresszor sejtek (Ts): gátló hatást fejtenek ki a citotoxikus sejtekre, de fontos

szabályozói (gátló tényezői) a B-lymphocyták működésének is. 5 Memóriasejtek (Tm): tárolják az idegen anyaggal való találkozás emlékét és

biztosítják egy újabb, azonos antigéninvázió esetén az elegendő immunanyag­készletet (a gyors és intenzív immunválasz megindításában van szerepük).

A felsorolt változatos funkciókon kívül a T-sejtek olyan anyagokat is termelnek (pl. lymphokinek), amelyek az immunreakciókat befolyásolni képesek. A lympho-kinek nem immunglobulin természetű anyagok, jelenlegi ismereteink 14 csoportjuk elkülönítését teszi lehetővé. Ezek a sejtproduktumok a celluláris és a humorális immunreakciókat sokoldalúan megváltoztathatják (serkentik vagy gátolják), a teljesség igénye nélkül ide tartoznak pl. a kemotaktikus faktorok, a migrációt gátló faktor, a macrophagaktiváló faktor, az interleukinok, a citotoxikus és citolitikus faktorok, a gamma-interferon, a B-sejteket stimuláló faktor stb.

A B-lymphocyták differenciálódása A bursa eredetű B-lymphocyták az embrionális B-lymphocyta elő- (prekurzor) sej­

tekből differenciálódnak. Érésük és differenciálódásuk a madarak bursa Fabricii nevű nyirokszervével egyenértékű szövetekben (csontvelő, tonsillák, a tápcsatorna mellett, illetve azok falában lévő nyiroktüszők stb.) folytatódik. Innen direkt úton, a vérá­rammal jutnak el a másodlagos nyirokszervekbe, ahol a B-sejtek és leszármazottaik

A vér 96

érzékeny lymphocyták

antitestek

NYIROKSZERVEK H U M O R A L I S

3-14. ábra. Az immunitás kialakulása. A még el nem kötelezett leukocyták vándorlása az immun­rendszer érési fázisában, először a thymusba,majd onnan a későbbi fehérvérsejtképző helyekre

meghatározott areákban, a nyirokszervek perifériás sinusai alatt, az elsődleges folliculusokban telepednek meg. (A T- és B-lymphocyták egymástól jól elkülönülten helyezkednek el.) Általában rövid életűek, és a T-lymphocytákkal ellentétben nem hajlamosak a vándorlásra (helyhez kötöttek). Elsősorban a humorálís immunvédeke­zésben töltenek be jelentékeny funkciót (3-14. ábra).

A B-lymphocyták az immunglobulinokat termelő sejtek előalakjai. A B-sejtek nyugalomban vannak.

Antigénstimulus, T-sejtek vagy egyéb anyagok hatására aktiválódnak és első lépésben morfológiai változáson mennek keresztül: a kis lymphocyták sejtplazmá­ja megnagyobbodik, a sejtek ovális alakúvá, a sejtmag pedig excentrikus elhelyez­kedésűvé válik. A sejtmagban a kromatinállomány küllőszerűen helyezkedik el. A citoplazmából fehérjeszintézisre alkalmas anyag — ergasztoplazma — mutatható ki. Ez a sejt morfológiailag egy korábbi állapotot tükröz (blast), ezért ezt az átalakulást blasztos transzformációnak nevezzük (3-15. ábra).

ANTIGÉN

transziormáció immunglobulinok

s lymphocyta plazmasejt

3-15. ábra. A blasztos transzformáció. A lymphocyták antigénnel való találkozás hatására (antigénstimu­lus) átalakulnak blasztsejtté. A plazmájuk megnő, sejtmagjuk excentrikusan helyezkedik el, amelyben a kromati­

nállomány kerékküllőszerően rendeződik el. A plazmasejtek immunglobulinokat szintetizálnak

97 A szervezet védekező rendszerei

A blasztos transzformációval képződő sejtek a plazmasejtek, a B-sejtek érett alakjai, osztódásra már nem képesek. A blasztos transzformációt segítik a thymus-dependens lymphocyták által termelt interleukinok és a gamma-interferon is. A B-sejt-aktiváció és a plazmasejtes átalakulás a specifikus ellenanyagok termelését eredmé­nyezi. Az immunglobulinok osztályába tartozó ellenanyagok a termelésüket indu­káló antigénnekkel fajlagosan kötődni képesek. Ismert néhány olyan un. keresztre­akció, amelyben az antigének hasonlósága miatt nemcsak az indukáló antigénnel jön létre a reakció.

Nullsejtek (killer sejtek) A keringő lymphocyták egy része nem rendelkezik sem a T-, sem a B-sejtekre

jellemző felszíni markerekkel, ezért ezeket nullsejteknek szokták nevezni. A null­sejtek igen agresszív, természetes ölősejtek (killer sejt), amelyek nem specifikusan számos sejtféleséget (pl. daganatsejteket) képesek elpusztítani.

Antigének

Antigénnek vagy immunogénnek nevezünk minden olyan, az esetek többségében makromolekulát, amely a szervezetbe jutva ellenanyag-termelést indít meg, s a képződött ellenanyaggal specifikusan kötődik, azaz immunválaszt vált ki. Gerin­cesek szervezetében antigén lehet minden anyag, amely az immunreakciót bein­dítja.

~ „Saját" anyagának tekint az immunrendszer minden olyan vegyületet, amellyel az intrauterin életben, az immunológiai éretlenség stádiumában találkozott. Olyan, egyébként általában antigénhatású anyagokat is a. sajátjának tekinthet, ha az intrauterin élet során már interakcióba került vele, amely ellen egyébként biztosan fellépne.

~ Ha a megszületés után a szervezet az említett anyaggal ismét kontaktusba kerül, már nem indítja el az immunválaszt ellene. Ez a jelenség az immun­tolerancia.

~ Ezzel szemben „idegen" marad a szervezet számára minden olyan anyag, amellyel csak az immunológiai érettség állapotában találkozik. Az immu­nológiai érettség a megszületéskor illetve közvetlen utána alakul ki.

Az antigének felépítésében elsősorban fehérjék, állati, növényi vagy szinteti­kus eredetű polipeptidek vesznek részt. Erős immunogenitású anyagok a baktéri­umok toxinjai is. Antigének lehetnek egyes poliszacharidok, mukopoliszacharidok (pl. a baktériumok sejtfal- vagy tokantigénjei), de más, változatos felépítésű struk­túrák (pl. házipor, virágpor), esetleg elfajult szövetek (daganatsejtek) is.

Az antigének jellemzője a specifitás, ezért a tulajdonságért nem a teljes molekula, hanem annak egy kis területén elhelyezkedő ún. antigéndetermináns csoportok (epitopok) a felelősek. A legtöbb antigén több determináns csoporttal rendelkezik (polivalens), s ezek mindegyike ellenanyag-termelést indíthat meg.

Vannak olyan anyagok, amelyek önmagukban nem váltanak ki immunválaszt (ezek általában kisebb molekulák), de karrierfehérjéhez (hordozó részhez) kapcso­lódva immunogénné válnak. Ezek a haptének vagy félantigének.

Az immunaktív szervezet szempontjából három antigéncsoportot különböz­tethetünk meg:

A vér 98

® Autoantigének: mindazok az anyagok, amelyek a szervezet saját testanyagai, s amelyeket kóros körülmények között az immunrendszer „idegenként" regisztrál, s ellene ellenanyag- (autoantitest-) képzést indít meg.

® Izoantigének azonos faj különböző egyedeinek egymástól eltérő antigénjei. Ilyenek például az AB0 vagy D sejtfelszíni vércsoportantigének, vagy egyes esetekben a HLA-antigének is.

® Heteroantigének: különböző fajú egyedek antigénhatású anyagai. Pl. az ember számára heteroantigének a vírusok, a baktériumok, a gombák, a magasabbren­dű állatok, növények makromolekulái.

Ellenanyagok

Az ellenanyagok (antitestek) képzése a szervezetnek az a képessége, hogy az integritását veszélyeztető antigén szervezetbe való behatolására specifikus kémiai anyagok (ellenanyagok) képzésével válaszol, melyek a humorális immunreakciók elemei. Specif icitásuk azt jelenti, hogy egy adott antigén ellen képződött ellenanyag csak a képzését kiváltó antigénnel lép reakcióba. Ez a tulajdonság az antitestek kémiai tulajdonságaiban rejlik. Korábban már említettük, hogy az ellenanyagok (immunglobulinok) elektroforetikusan a y-globulin-frakcióban vándorló fehérjék, melyek immunelektrof orézissel további öt osztályra bonthatók (IgA, IgG, IgD, IgM és IgE).

Kémiailag glukoproteinek, amelyek 4 polipeptidláncból épülnek fel, míg a láncok diszulfidhídakkal (-S-S-) kapcsolódnak egymáshoz. A legismertebb struktúrájú IgG felépítésének tanulmányozása után érthetővé válik az ellenanyagok különféle struktúráihoz kötött számos funkciója (3-16. ábra). A négy polipeptidlánc elhelyezkedése meghatározott, felépítésükben két 215 aminosavból álló, kb. 25 kD

hipervariábilis régió

antigén­kötés

biológiai aktivitás közvetítése

könnyűlánc

nehézlánc

hipervariábilis régió

lánc közti diszulfidkötések

-kapocsrégió

- komplementkötő régió

3-16. ábra. Az IgG-antitest sémája. L: Light (könnyű) lánc, H: heavy (nehéz) lánc. Fajspecifikus elhelyezkedésű-S-S-csoportok (diszulfidhidak). Az IgG könnyűláncának aminosavszerkezete rendkívül variábilis. Ennek köszönhető, hogy nagyszámú specifikus

antitest képződhet

99 A szervezet védekező rendszerei

molekulatömegű könnyűlánc (light: L) és két 440 aminosavból felépülő, 55 kD molekulatömegű nehézlánc (heavy: H) vesz részt. A láncokat összekötő diszulfidhidak közül az egyik meghatározott helyzete biztosítja a nagyfokú variabilitást. A kétféle könnyűlánc (K és X) mellett ötféle nehézlánc (y, 8, a, \i és e) struktúra ismeretes. A könnyűláncoknak van egy konstans aminosavszekvenciájú területe (CL) és van egy variábilis része (VL). AZ egyes immunglobulinok eltérő immunológiai sajátosságainak magyarázata ezekben a variábilis struktúrákban rejlik.

A nehézláncok stabil, állandó aminosavsorrendű polipeptidek. A két nehézlánc között elhelyezkedő diszulfidhidak kovalens kötést létesítenek (stabil kötés).

Az IgG-molekula bivalens, két antigénkötő hellyel rendelkezik. Az antigén­kötés a variábilis régiókhoz rendelt képesség, míg a komplementkötés a molekula konstans nehézláncszakaszának a tulajdonsága. Az immunglobulinok öt osztályát a nehézláncpárok alapján hozták létre: az IgG-molekula y, az IgA a, az IgD 8, az IgM u és az IgE e nehézláncokat tartalmaz. IgG az összes immunglobulinok 80%-át teszi ki. Molekulatömege kb. 150 kD. Az újszülöttet a placentán áthatoló anyai IgG védi az élet első heteiben a mikroorganizmusok hatásától. Elsősorban antibakte­riális és antivirális ellenanyag, de IgG-osztályba tartoznak az antitoxinok is. Mint opszonin, az IgG jelentősen gyorsítja a fagocitózist, részt vesz a komplementkötési reakciókban is. Az IgG-csoportba tartoznak a leukocyták és a thrombocyták ellen termelődő áutoantitestek is, valamint a D- (Rh-) antigén ellen képződő ún. inkomp-lett ellenanyagok.

Az IgA 150-160 kD molekulatömegű, monomer és polimer formában előfor­duló immunglobulin. A regionális nyirokszervekben termelődik, elsősorban a nyál, könny, orrváladék, légúti váladékok, illetve a gyomor-bél rendszer váladé­kának ellenanyaga. Elsősorban tehát a gyomor-bél rendszer és a légutak irányából jövő fertőzések ellen nyújt védelmet. Termelése a megszületés után csak 3-4 héttel indul meg, a felnőttekre jellemző koncentráció azonban csak az 5-6. életév után alakul ki.

Az IgM 900-1000 kD molekulatömegű makromolekula, amelyet 5 négy láncú alapegység épít fel. Felületén számos antigénkötő hely található, emiatt immuno­lógiai aktivitása igen nagy. IgM-ellenanyagok a vércsoportantigének elleni izohe-magglutininek (anti-A és anti-B). Jelen van csaknem valamennyi immunreakció­ban. Antigénekkel kötődve többnyire szabad szemmel látható reakciót ad. Anti-génstimulusra adott válaszreakció kezdetén az IgM-osztályba tartozó ellenanya­gok biztosítják a védekezést (korai reakció), később az IgM mennyiségét jelentősen meghaladó IgG veszi át ezt a funkciót.

Az IgD 150 kD molekulatömegű, az emberi vérplazmában fiziológiás körül­mények között csak nyomokban fordul elő. Immunológiai szerepe még nem teljesen tisztázott, feltehetően az ún. természetes ellenanyagok körébe tartozik.

Az IgE 200 kD molekulatömegű, egészséges ember vérplazmájában csak igen csekély mennyiségben fordul elő. A bőr sejtjeihez, a bazofil granulocytákhoz és a mastocytákhoz kötődik, s ha ezek a komplexek specifikus antigénekkel (allergé-nekkel) kapcsolódnak, korai allergiás reakciót megindító mediátorok (hisztamin, kemotaktikus faktorok stb.) szabadulnak fel. Az IgE funkciója tehát az azonnali túlérzékenységi reakciók (szénanátha, urticaria, asthma bronchiale) kiváltása.

Korábban már említettük, hogy az immunglobulinokat az immunkompetens B-sejtekből transzformálódott plazmasejtek termelik. Ezen sejtek endoplazmás retiku-lumában igen aktív, mRNS által kódolt polipeptid-szintézis folyik. Az itt előállított immunglobulin-molekula a Golgi-apparátuson át választódik ki. Az ellenanyag­szintézis pontos mechanizmusa még ma sem teljesen ismert.

A vér 100

Számos elmélet közül a leginkább elfogadott a klónszelekciós elmélet, mely szerint az intrauterin életben az immunkompetens nyiroksejtek osztódása és differenciálódása révén igen sok prekurzor sejt képző­dik. Minden „őssejt" csak egyetlen fajlagos ellenanyagot képez még az antigénnel való találkozás előtt, s a keletkezett immunglobulinok a sejtekben maradnak. A megszületés után a szervezetbe kerülő antigén a megfelelő sejteket osztódásra, az utódsejteket pedig fajlagos ellenanyag előállítására serkenti. Ha az immunkompetens őssejt az intrauterin életben találkozik a fajlagos antigénjével, akkor antigén­antitest reakció következtében elpusztul, belőle klón nem fejlődhet. így a szervezet saját makromoleku­lái ellen immunanyagokat termelő őssejtek — feltehetően a thymusban— megsemmisülnek.

Immunreakciók

Az antigének és az ellenanyagok kötődése létrejöhet a szervezeten belül (in vivő) és a szervezeten kívül, kémcsőben (in vitro). Ez utóbbit az immunreakciókban részt vevő elemek (antigének, ellenanyagok, komplement stb.) laboratóriumi kimutatá­sára használjuk.

Az immunreakcióknak három fő csoportját különíthetjük el:

1 direkt reakciók, 2 komplemen (aktiválással járó reakciók, 3 anafilaxiás reakciók.

Direkt immunreakciók Agglutináció olyan antigén-antitest reakció, amelyben az antigén mindig

sejtes elem (pl. baktérium, vörösvérsejt) és a specifikus ellenanyaggal való kötődés direkt úton valósul meg. A kötődés eredménye a sejtek összecsapódása. Az agglu-tinációban részt vevő antigént agglutinogénnek, az azt létrehozó ellenanyagot agglutininnek nevezzük.

Precipitáció esetén a kolloid természetű antigént (precipitinogént) a specifi­kus precipitinek direkt módon kicsapják. A csapadék zavarosodás, illetve oldha­tatlan komplex formájában jelentkezik.

Neutralizáció során az ellenanyag az ún. antigéndetermináns csoporthoz kötődik, s azt gyakorlatilag „lefedi", s ezzel az antigénhatást közömbösíti.

Lízis során az ugyancsak sejtes antigének (baktériumok, gombák, vírusok, vörösvérsejtek) a lizinnek nevezett ellenanyagok sejtmembránt pusztító hatására feloldódnak.

Komplementaktiválódással járó reakciók A direkt antigén-antitest reakciók általában enyhe lefolyásúak, adott esetben nem

elegendők az antigén eliminálásához. Ezért a kívánt hatás eléréséhez társreakciók is szükségesek lehetnek (pl. komplementkötés). Akomplementek 18 inaktív állapotban lévő enzimből álló rendszerek. Antigén hatására aktiválódnak, s ez a folyamat az egymást segítő láncreakciók sorozatában valósul meg. Az immunválaszt az anti­gén-komplement komplexet képezve, együtt indítja el.

Lízis: a komplementek proteolitikus hatásaként a membránfehérjék feloldá­sában nyilvánul meg. A komplementhatás lehet bakteriolízis, citolízis vagy hemo-lízis.

Opszonizáció: a komplementfaktorok — mint opszoninok — a baktériumok felszínéhez kötődnek, s ezzel megjelölik s „feltálalják" a phagocyták számára a bekebe­lezendő részecskét.

101 A szervezet védekező rendszerei

Kemotaxis: a szervezetbe jutott antigénhatású kórokozók aktiválják a komp­lementrendszert, ennek során a komplementmolekulákról biológiailag aktív poli-peptidek, fehérjefragmentumok hasadnak le, amelyek kemotaktikus hatásúak és a phagocytasejteket a baktériumok elpusztításának helyszínére irányítják.

Agglutináció: a vörösvérsejtek felszínére kötődött inkomplett antitestekhez kapcsolódik és hemagglutinációt hoz létre.

Vírusneutralizáció:a vírust közömbösítő ellenanyag — komplement jelenlé­tében — meggátolja a vírus szaporodását.

Anafilaxiás reakció Ebben a reakcióban az antigénstimulus hatására létrejött immunválaszt IgE

esetleg IgG típusú ellenanyagok váltják ki. Ismételt antigénhatás esetén az antitest­termelés mellett bizonyos mediátor anyagok (hisztamin, prosztaglandinok stb.) szabadulnak fel a mastocytákból és megváltoztatják az érfal permeabilitását. Ezáltal fokozódik a plazma kiáramlása az interstitialis térbe (ödémaképződés), fokozódik a simaizmok görcskészsége (elsősorban a bronchusoké). Hisztamin hatására óriási mértékű értágulat (vasodilatatio) és vérnyomásesés (hypotensio) következik be. Az intravasalis térből folyadék áramlik az interstitiumba, az érpályán belül hypovola-emia alakul ki. Az értágulat a mikrocirkuláció területén kifejezett, a szív és az agy vérellátása nagymértékben romlik. A folyadékvesztés miatt a szervezet homeosztá-zisa felbomlik, s a heves reakció az életet közvetlenül veszélyeztető anafilaxiás shock kialakulásához vezet. A shock olyan heves lehet, hogy a beteg halálát okozhatja. Lokális reakció során eozinofil granulocyták népesítik be a keringést. Ez a folyamat rendszerint megelőzi a klinikai tünetek megjelenését (a fokozott eosinophilia arra utal, hogy a szervezet fokozott immunválaszra készül). Az anafilaxiás folyamatra jellemző enzimreakciók a granulocyták lizoszomális enzimjeihez kötöttek: kémiai folyamatok megindításával s a gyulladásos reakció kiváltásával segítik az immun­folyamat lokalizálását.

Összefoglalva: az anafilaxiás reakció mozgósítja a szervezet védekező erőit lokális és szisztémás történések formájában.

Vércsoportok Gerinces szervezetek sejtjei számos antigén jellegű vagy hatású anyagot tartal­

maznak a sejtek felszínén (sejtmembránon). Ezeket az egyedre jellemző antigéneket sejtfelszíni markereknek nevezzük. A sejtfelszíni antigének izo-(allo-)antigének, amelyek azonos speciesek különböző egyedeinek jelölőanyagai. A teljesség igénye nélkül ezek közül csak a vérátömlesztés miatt kiemelt jelentőségű vércsoportanti­géneket és a transzplantációk szempontjából kiemelkedő HLA-antigéneket tanul­mányozzuk.

A humán vércsoport-tulajdonságok első leírója Landsteiner volt, aki megállapí­totta, hogy az egypetéjű ikrek kivételével teljesen azonos antigénstruktúrával rendelkező emberek szinte nem is léteznek.

A vércsoport-tulajdonságok a vér alakos elemeihez, elsősorban a vörösvérsejtek­hez, illetve a plazma immunglobulinjaihoz kötöttek. Ma már több vércsoportrend­szert ismerünk. Az egyik legrégebben felfedezett és legfontosabb az ABO-vércso-portrendszer.

A vér 102

Az ABO-vércsoportantigének a különféle szekrétumokban (nyál, verejték, gyomornedv, könny) is kimutathatók. Sok olyan antigéntulajdonság is kötődik az említett képletekhez, amelyek mai ismere­teink szerint más csoportba nem sorolhatók. A transzfúzió és a szerv- és szövettranszplantációk szempontjából legnagyobb gyakorlati jelentőséget az AB0- és az Rh-rendszernek tulajdonítanak.

3-2. táblázat

Az AB0-vércsoportok

Az ABO-vércsoportrendszer

Az ABO-vércsoport-tulajdonságot a vörösvérsejtek lipo- és glukopoliszacharid-ré-tegének hemagglutinogénjei hordozzák. Két típusuk ismert, az A-val és a B-vel jelölt agglutinogén, ezek kombinációjából négyféle vércsoport jöhet létre (3-2. táblázat).

1901-ben Landsteiner már arra is rámutatott, hogy az emberek vérplazmájában izohemagglutininek is találhatók. Egészséges felnőtt ember vérplazmája soha nem tartalmazhatja azt az agglutinint, amely a saját vörösvérsejtjeit kicsapja, de a plazmájában található olyan ellenanyag, amely az ember keringő vörösvérsejtjeire nem hat (Landsteiner-féle sza­bály).

A vércsoportantigének kémia­ilag glukoproteidek, 15 aminosav­ból és a specifitást meghatározó szénhidrátokból épülnek fel. A hemagglutininek IgG- vagy IgM-osztályú immunglobulinok. Az ABO-vércsoportantitestek ter­melődése olyan baktériumok hatására következik be, ame­lyek az emberi ABO-antigének-kel közel azonos antigéneket tartalmaznak. (Ezt az ellenanyag-termelést újszülöttkorban az E. coli törzsek hu­mán A- és B-agglutinogénekkel rokon antigénjei „természetes" módon váltják ki.)

Hemagglutininképzés izoimmunizáció útján is létrejöhet, pl. nem csoportazonos (inkompatibilis) vérrel végzett transzfúzió, im. adott vérinjekció, inkompatibilis terhesség és szövet- vagy szervátültetés következtében. A képződő hemagglutinin agglutinálja, majd komplement aktiválódása mellett hemolizálja a vörösvérsejte­ket, s a nagyfokú hemolízis transzfúziós szövődményt okozhat. Ezért csak AB0- és Rh-azonos vért szabad vérátömlesztésre felhasználni. Helytelen a 0-ás vércsoportú egyének vérét, mint általános donorokét alkalmazni, vérplazmájuk ugyanis külön­böző mennyiségű (titerű) anti-A vagy anti-B ellenanyagot tartalmazhat, ezért magasabb anti-A-titer esetén az A tulajdonságú vörösvérsejteket kicsaphatja. (Ter­mészetesen, ritkán az AB0- és Rh-csoportazonos vérrel végzett szakszerű vérátöm­lesztés is okozhat szövődményeket a számtalan egyéb sejtfelszíni jelölőanyag jelenléte miatt.)

Vércsoport Vörös vérsejt-felszíni antigének

A B

AB 0

A B

A é s B

anti-B anti-A

anti-A és anti-B

Rh- (D-) vércsoportrendszer

Landsteiner és Wiener 1940-ben leírták, hogy az emberek nagy részének (84-85%-ának) vörösvérsejtjei D-antigént tartalmaznak. Ezt az antigént Rh-faktomak nevez­ték el. Később beigazolódott, hogy ez a rendszer sem egységes, többféle antigén variációjából áll, ezek a cC, dD, eE antigének. Egyes kutatók szerint az emberek

103 A szervezet védekező rendszerei

vörösvérsejtjei az említett antigénekből legalább hármat tartalmaznak, míg mások úgy találták, hogy mind a hat jelenléte is igazolható. Klinikai szempontból azonban helytálló az a megállapítás, hogy az Rh-pozitív egyének vörösvérsejtjei erős anti-genitású D-antigént is tartalmaznak, míg az Rh-negatív emberek vörösvérsejtjei­nek felszínéről ez nem mutatható ki.

Fiziológiás körülmények között sem a Rh-pozitív, sem az Rh-negatív egyedek vérplazmájában nem lehet anti-D izohemagglutinin. A D-antigének azonban Rh-ne­gatív egyénbe jutva (helytelen transzfúzió, terhesség, szülés vagy terhességmegsza­kítás alkalmával) az Rh-negatív szervezetben ellenanyag-termelést indukálnak. A kép­ződött inkomplett ellenanyagok az Rh pozitív vörösvérsejtek felszíni D antigénjéhez kötődve azt szenzibilizálttá, ezáltal sérülékenyebbé, rövidebb életűvé teszik. A szenzibilizált vörösvérsejtek hamarabb szétesnek és kiszűrődnek a keringésből, immunhemolitikus anaemiát, s a fokozott vörösvérsejt-szétesés miatt hemolitikus icterust okozva. Ha ez az állapot Rh-negatív anya Rh-pozitív magzatában fordul elő, akkor a terhesség első harmadában a hemolitikus anaemia okozta hypoxia a magzat elhalását, a terhesség második felében pedig súlyos anaemiát, hypoxiát és sárgaságot (icterus hemolytícus neonatorum) okozhat. A magzat vérplazmájában felszaporodó bilirubin a magzatban még kialakulatlan vér-agy gáton átjutva lera­kódhat a basalis ganglionokban, ennek következtében súlyos, centrális eredetű bénulás (Little-kór) jöhet létre. Az Rh-pozitív magzatot viselő Rh-negatív anyák terhesgondozása során rendszeresen ellenőrizni kell vérplazmájukban az inkomp­lett (anti-D) ellenanyag jelenlétét, illetve titerének emelkedését a terhesség során (indirekt Coombs-próba).

HLA-rendszer

A szövet- és szervtranszplantációk során derült fény arra, hogy a gerincesek minden sejtje genetikailag determinált antigéneket-tartalmaz, melyek elsősorban a sejt­membránon foglalnak helyet (sejtfelszíni markerek). Jellegzetesen ezek a jelzőanyagok az egyed minden sejtjén egyformák, de a fajon belül különbözőek lehetnek. Ma már tudjuk, hogy ezek az egyedre jellemző antigének csak a magvas sejtek sajátosságai (vörösvérsejtek ilyen antigénekkel nem rendelkeznek), s mivel ezeket először a fehérvérsejtek felszínéről sikerült kimutatni, humán leukocyta antigénnek (HLA) nevezték el.

Kémiailag gluko- és lipoproteinek, funkcionálisan pedig izoantigének. Három fő csoportjuk ( A, B és C), ezen belül pedig számos alcsoportjuk ismeretes. Jelenlegi ismereteink szerint ezek a legjelentősebb hisztokompatibilis antigének.

Gyakorlati jelentőségük a transzplantációk kivitelezésénél van. A szövet- és szerv­átültetés sikere a HLA-antigének azonosságától vagy legalább nagyfokú hasonló­ságától függ.

Két különböző faj szöveteinek átültetése a xenograft, általában sikertelen. Ha azonos fajú, különböző egyedekbe transzplantálunk szöveteket, akkor a beültetett szövet izoimmunizációt indukál, s a transzplantátum elpusztul, kilökődik.

Ha azonos fajú, de különböző egyedek genetikailag azonosságot mutatnak (pl. egypetéjű), szöveteik transzplantációja syngengraft, az átültetés sikeres lehet a HLA-rendszer hasonlósága miatt.

Autograftról beszélünk, ha egy adott egyén bármely szövetét ugyanabban a szervezetben egy más helyre transzplantáljuk, ebben az esetben a transzplantáci-

A vér 104

ónak immunológiai korlátai nincsenek. A celluláris immunválaszt az ezzel egyi-dőben meginduló humorális immunválasz is segíti (host versus graft reakció).

Adott esetben a beültetett szerv vagy szövetdarab — ha az sok immunkompe­tens lymphocytát tartalmaz — idegenként ismeri fel a recipiens sejtjeit, s kilökődési reakciót indít meg ellene (graft versus hőst reakció). Ez a reakció a csontvelőátül­tetések kapcsán gyakori.

Az immunszuppresszió nem más, mint mesterségesen indukált immuntolerancia, azaz a szervezet immunológiai válaszkészségének visszaszorítása. Immunszuppressziót számos immunválaszt gátló hatás létrehozhat, pl:

1 ionizáló sugárzás (elpusztítja a lymphocytákat, gátolja a macrophagok működését), 2 kortikoszteroid hormonok (csökkentik keringő vérsejtek, elsősorban a lymphocyták számát, gátolják

a fagocitózist), 3 kémiai anyagok (pl. alkilezőszerek, antibiotikumok) megakadályozzák a sejtosztódást vagy gátolják

az immunglobulinok szintézisét. Ujabban specifikus antilymphocyta savó (ALS) vagy antithymocyta savó (ATS) adásával sikerült a

kilökődés veszélyét csökkenteni. Az antigénspecifikus és a nem antigénspecifikus immunszuppresszív szereket általában együtt alkalmazzák. A módszer korlátai abból adódnak, hogy nagymértékben visszaszorítják a szervezet védekezőmechanizmusait, s az eredményes transzplantáció után esetleg egy banális fertőzés okozza a beteg halálát.

Az immunvédekezés zavarai

Allergia (hiperszenzitivitási reakció)

Az előző részben az immunválaszt mint a kórokozók elleni védekezés legfonto­sabb mechanizmusát ismertük meg.

A szervezetnek azt az állapotát, amikor a behatoló kórokozókkal szemben specifikus és aspecifikus mechanizmusaival védekezni képes — tehát optimális mértékben reagál — normergiának nevezzük. Ezen protektív reakciók során a szervezet sejtjei nem károsodnak.

Kóros körülmények között az immunreakcióknak — a szervezet kórosan fokozott reakciókészsége miatt — a gazdaszervezet sejtjei is áldozatul esnek. A szervezet túlérzékenységi reakcióját nevezzük allergiának.

Allergén lehet bármely antigén és haptén, sőt kismolekulájú anyagok is (pl. por, gyógyszermolekulák), amely túlérzékenységi reakciót vált ki.

Patomechanizmusa:a szervezetbe jutó allergének IgE-, esetleg IgG-produkci-ót indítanak meg. Újabb allergénstimulus esetén az IgE hatására a mastocytákból és a bazofil granulocytákból humorális mediátorok (hisztamin, prosztaglandinok, szerotonin stb.) ürülnek. Ezek a vazoaktív anyagok helyi gyulladásos reakciót váltanak ki. A korábban már leírt anafilaxiás reakcióhoz hasonlóan, a helyi gyul­ladás területén plazmakiáramlás jön létre (urticaria, ödéma). Az orrnyálkahártya vagy a gége területén ez szénanátha vagy gégeödéma formájában jelentkezik.

Klasszikus allergének okozta folyamat a bronchusok, bronchiolusok simaizom­zatának reverzibilis spazmusával járó asthma bronchiale.

Az anafilaxiás reakció egyik helyi formája az ún. Arthus-reakció. Kialakulása akkor várható, ha antigént injiciálunk olyan szervezetbe, amelyben már nagy mennyiségű ellenanyag kering. Ez immunkoplexek létrejöttét, az immunkomple­xek pedig nekrotizáló helyi gyulladásokat okoznak.

105 A szervezet védekező rendszerei

Immunhiányos állapotok

Olyan immunbetegségek, amelyek az immunrendszer elemeinek hiánya vagy funkciózavara miatt az immunválasz elégtelenségében nyilvánulnak meg. A szer­vezet immunológiai válaszképtelenségét anergiának, a csökkent válaszadást pedig hypergidnak nevezzük. Primer immundeficienciák az immunrendszer elemeinek mű­ködészavara miatt jönnek létre. Az előfordulás leggyakoribb oka a T- vagy B-sejtek hiánya.

T-sejtes immundeficiencia. A thymus genetikai hiba következtében nem fejlődik ki (aplasia) vagy csökevényes (hypoplasia), s a thymushoz kötött lymphocytafunkciók elégtelenné válnak. Emiatt a vérben a normálisnál kevesebb a lymphocytaszám, a T-sejtek vagy teljesén hiányoznak, vagy számuk elenyészően csekély. Mindezek­nek az a következménye, hogy a celluláris immunválasz hiányzik vagy nagyon csekély. A bakteriális, vírusos, gombás fertőzésekkel szemben is nő a fogékonyság. Ezt az immundeficienciát első leírójáról Di George-szindrómának nevezték el.

B-sejtek hiánya, agammaglobulinemia. A betegség X kromoszómához kötötten öröklődik, a fiúgyermekeken manifesztálódik. Kialakulása a maternális immunitás miatt csak az első életév végére várható. A B-lymphocyták, elsősorban a plazma­sejtek hiánya miatt, s ezáltal az immunglobulinok hiányoznak a vérplazmából. A celluláris immunválasz ebben az esetben létrejön, de a humorális reakciók hiánya miatt a fertőző betegségek iránt fogékonyabbá válik a csecsemő. Néha csak egyes immungobulinok hiányoznak (pl. szelektív IgA-deficiencia), más esetben az IgA és IgG teljes hiánya mellett — a plazmasejtek végső differenciálódási zavara miatt — fokozottan termelődik IgM.

A svájci típusú immundeficiencia a T- és B-sejtek együttes hiánya miatt alakul ki. Autoszomális recesszív öröklésmenetet mutató betegség (csak a fiúgyermeke­ken manifesztálódik). Feltehetően a lymphocytaprekurzor sejt károsodása miatt mind a T-, mind a B-lymphocyták száma csökken, ennek következtében a celluláris és humorális védekezés is elégtelen.

Szekunder immundeficienciákhoz számtalan egymástól független körülmény vezethet. Pl. alultápláltság, vitaminok (C-, B-vitamin) és nyomelemek (Fe, Cu, Zn) hiánya, a csontvelőt és a nyirokszerveket pusztító ionizáló sugárzás, toxikus anya­gok, illetve immunszuppresszív kezelés. Számos olyan fertőző betegséget isme­rünk (lepra, lues, kanyaró, rubeóla, malária stb.), amelyek megváltoztatják a szer­vezet védekezőmechanizmusait. Az utóbbi években az érdeklődés előterébe került a HTLV-III vírus által okozott szerzett immunhiányos tünetegyüttes (Aquired Immu­né Deficiency Syndrome), közismert nevén az AIDS. A betegség következtében a celluláris immunválaszt megindító T-iniciátor és az azt segítő T-helper sejtek száma rohamosan csökken, s természetesen a celluláris immunválasz is elégtelen. A beteg halálát általában fertőző megbetegedések okozzák, amelyekkel szemben a szervezet védekezésképtelenné vált.

Autoimmun betegségek

Fiziológiás körülmények között az egészséges szervezet saját sejtjei és testnedvei ellen nem képez antitesteket (immuntolerancia). Ha valamely okból az immuntole­rancia megszűnik, és az immunrendszer az addig sajátként ismert elemeket idegen­nek tekintve immunválaszt indít ellenük, akkor autoimmun betegségek jönnek létre.

A vér 106

Az autoagresszív folyamatok kialakulásának okát vagy pontos mechanizmusát még nem ismerjük. Az immuncitológia vizsgálómódszereinek fejlődésével több teória született a keletkezésük magyaráza­tára, pl. patológiás körülmények között megváltozhat egyes T-lymphocyta sejttípusok aktivitása: a T-helper sejtek aktivitása fokozódik (ezért az autoreaktív — a saját sejtek ellen ható — klónok aktivitása is fokozódik). A T-szuppresszor lymphocyták csökkent aktivitása fokozza az autoreaktív klónok működését is. Más elmélet szerint mutáció hatására megváltozhat a szervezet saját antigénjeinek struktúrája, esetleg ezekhez az elemekhez valamilyen molekula (pl. haptén) kapcsolódhat, s így immun­reakciót indít meg. A felsorolt elméletek egyenként és együtt is igazak lehetnek egyes autoimmun betegségek keletkezésének magyarázatára, a lényeg az, hogy autoantitestek keletkeznek a szervezet saját antigénjei ellen és immunreakciót váltanak ki.

Az autoimmun betegségek lokalizálódhatnak egyetlen szervre, de befolyásol­hatják az egész szervezet működését is. A legtöbb autoimmun betegség autoanti­testek és (esetleg megváltozott) sejtfelszíni antigének kötődésével kezdődik.

Az interakciónak többféle következménye lehet:

® Antigén-antitest kötődés sejtpusztulást eredményez (pl. a mellékvese sejtjei elleni antitestek Addison-kórban vagy tireoglobulin elleni antitestek Hasimo-to-féle thyreoiditisben).

© Az autoantitestek sejtfelszíni receptorokhoz kötődnek, s ezzel megváltoztatják az élet­tani receptorműködést. Pl.

~ TSH-receptor elleni autoantitestek tireotropin agonistaként a pajzsmi­rigyhormonok túlprodukcióját idézik elő Graves-kórban, vagy

~ myasthenia gravis szindrómában az autoantitestek a motoros véglemeze­ken az acetil-kolin-receptorokat letakarják, s ezzel megszűntetik a neuro-muscularis transzmissziót,

~ anaemia perniciosában az autoantitestek célpontja a gyomor parietalis, intrinsic faktort termelő sejtjei vagy az intrinsic faktor B12-vitamin kötő helyei.

~ Autoimmun folyamat következtében jön létre az inzulinrezisztens diabetes mellitus, amelyben az autoantitestek az inzulinreceptorokhoz kötődnek, s ezzel meggátolják az inzulin kapcsolódását a sejthez.

~ Szisztémás autoimmun betegség a lupus erythematosus disseminatus (SLE). SLE-ben az autoantitestek direkt módon kötődnek a sejtekhez és elpusztítják, tönkreteszik őket,

ugyanakkor a vérben immunkomplexek keringenek, amelyek lerakódása facilitálja a kórfolyamatot. SLE-betegségben a vérsejtek elleni autoantitestek anaemiát, leukopeniát, thrombopeniát okoznak, a keringő DNS elleni (antinukleáris) antitestek a veseglomerulusokban, az ízületekben, a légzőszervben stb. rakódnak le és ezeken a helyeken gyulladásos folyamatokat okoznak.

A véralvadás (haemostasis) Az emberi szervezet vérkészletének 80-85%-a a vérkeringésben, 15-20%-a pedig

a vérraktárakban (elsősorban a lépben, a májban, csontvelőben) található. Az érpálya kisebb-nagyobb sérülései különböző mennyiségű vér elvesztését

eredményezhetik. Ha e vérvesztés 25%-nál nagyobb, az életműködések fenntartása is kétséges. A vérvesztés ellen a magasabbrendű szervezetekben több védekező­mechanizmus működik, amelyek összességükben biztosítják a vérzés megszünte­tését, úgy, hogy az érsérülés helyén véralvadék képződik, illetve gondoskodnak a vérerek folytonosságának helyreállításáról. A véralvadás létrejön akkor is, ha a vér kikerül az érpályából (pl. laboratóriumi vizsgálat céljára kémcsőbe gyűjtött vér esetén).

107 A szervezet védekező rendszerei

A haemostasis celluláris tényezői: a thrombocyták

A thrombocyták (vérlemezkék) a csontvelőben képződnek a megakariocyták-ból, ezek sejthártyának és citoplazmájának lefűződéseiből alakulnak ki, ezért nem igazi sejtek. A thrombocyták 2,5-3 fim átmérőjű, mag nélküli képletek. Egészséges ember perifériás vérében a thrombocytaszám 150-300 G/l. A thrombocyták a vérkeringésben 9-11 napig élnek, ezután a RES-be kerülnek. Plazmájukon elekt­ronmikroszkópos felvételeken pseudopodiumok (állábak) láthatók, citoplazmájuk pedig különféle, biológiailag aktív anyagokat tartalmazó granulumokkal rendel­kezik. A thrombocytákban található és a véralvadás szempontjából lényeges anya­gok a trombosztenin és a tromboxán. Korábban kb. tíz thrombocytafaktort is leírtak, de mindössze kettőnek bizonyított az önálló szerepe (egyik a tromboplasztin képzésében részt vevő lipoprotein és az antiheparin hatású polipeptid, amely reakcióba lép a fibrinogénnel), a többi gyakorlatilag más, a véralvadásban közre­működő plazmafaktorokkal azonos.

A thrombocyták részvétele a véralvadásban

Adhézió: érsérülés esetén a vérlemezkék a sérült erek falában a sérülés során szabaddá vált kollagén rostjaihoz kitapadnak.

Aggregáció: az érfalhoz tapadt thrombocytákat a felszínükön képződő throm-bin és a szövetekből származó foszfolipidek aktiválják, ennek következtében a sejtek összecsapódnak (aggregáció), miközben szerotonint és egy kontraktilis fehérjét, a trombosztenint szabadítják fel. Az aggregációt a vérlemezkékben képződő trom­boxán serkenti, a prosztaciklinek pedig gátolják.

Az adhézió és az aggregáció gyors, bonyolult láncreakciót indít meg, amelynek eredményeként thrombocytathrombus keletkezik, s ez — mint egy dugó — elzárja a sérült érfalat vagy árterületet, s megszűnteti a vérzést. Ez a mechanizmus önma­gában csak kis érfalsérülések esetén szűnteti meg a vérzést.

Az érsérüléstől a thrombocytathrombus keletkezéséig eltelt időtartam a vér­zést idő, amely normális esetben 2-6 perc.

Vascularis tényezők szerepe

Az ép érrendszer fala a vér alakos elemei közül a vörösvérsejtek számára átjárhatatlan. A kapillárisok igen vékony falú, sérülékeny érszakaszok, kisebb sérü­lések pontszerű bevérzéseket (petechia), nagyobb sérülések vérömlenyeket (haematoma) hoznak létre.

Az érsérülés ellen az erek reflexes összehúzódással (vasoconstrictio) védekeznek. Az összehúzódás általában addig tart, amíg a sérülést elzáró thrombocytathrombus kialakul.

Humorális tényezők szerepe

A véralvadás humorális tényezői, a vérplazmában lévő ún. plazmafaktorok első­sorban a hepatocytákban, illetve a RES-ben vagy a szöveti sejtekben szintetizálód-nak. Kémiailag fehérjék (a1- vagy ß-globulinok).

A vér 108

3-3. táblázat

Véralvadási faktorok

A véralvadás plazmafaktorait a 3-3. táblázat mutatja. Egyes faktorok előál­lításához K-vitamin is szükséges.

A faktorok a plazmában inaktív állapotban vannak, s csak érsérülés esetén akti­válódnak.

A véralvadás mechanizmusa

A vér alvadási folyamatának lényege a plazmában lévő oldott fibrinogén oldhatatlan fibrinné alakítása.

Az alvadási folyamatban négy fő fázis különíthető el: ® érösszehúzódás, © thrombocytafázis, © az alvadás főfázisa, ® fibrinolízis.

109 A szervezet védekező rendszerei

alvadék retrakciója

3-17. ábra. A véralvadás folyamata

A vér 110

Érösszehúzódás. Az érsérülés területén szerotonin hatására következik be, ezáltal csökken a vérellátás az adott ér által ellátott szervben. A sérült szövetekből szöveti tromboplasztin (III. faktor) szabadul fel, koncentrációja a plazmában lévő Ca 2+-ionok és a VIII. faktor hatására megnő. A szöveti tromboplasztin nagyon gyorsan aktiválja a protrombint és ezzel rövid úton lehetővé teszi a nagyobb vérvesz­tés elkerülését.

Throtnbocytafázis. Korábban már említettük, hogy a sérült érszakaszt a thrombocyták gyors ütemben megközelítik, arra kitapadnak és aggregálódnak. Az aggregálódó vérlemezkékből és az eret bélelő" endothelből ADP szabadul fel és segíti a thrombocytákból a tromboplasztin felszabadulását.

Az alvadás fő fázisa. A véralvadási folyamat kulcsfontosságú tényezője a XII. (Hagemann-) faktor, amely a májban képződik. Érsérüléskor a XII. faktor aktiválódik és egy katalitikus reakciósorozat egyidejű beindításával véralvadási kaszkádot indít el (3-17. ábra). Ez az endogén aktiválórendszer végső soron a protrombint aktiválja, a protrombinból tromboplasztin hatására, Ca2+-ionokjelenlétében trombin képződik. A trom-bin a vérplazmában oldott fibrinogént oldhatatlan, a vérzést megakadályozó fibrinné alakítja. A keletkező véralvadék szerkezetanyaga tehát a stabilizált fibrin, amelyet a XIII. (Laki-Lóránd-) faktor fibrinhálóvá kapcsol össze. Az oldhatatlan fibrinháló-zatba bezárt vérsejtekből felépülő véralvadék (thrombus) kialakulásával befejeződik a szervezet védekezése a vérvesztés ellen.

A véralvadást erősítő és gátló hatások befolyásolják. Az alvadási kaszkád egy­mást erősítő reakciók sorozata. A vér homeosztázisának fenntartásában a gátló alvadási faktorok is részt vesznek (antitrombin II, antitrombin III., a2-makroglobulin). Legis­mertebb hatásuk az ún. antitrombin hatás, sok trombin keletkezésekor neutralizálják azt, s ezzel megakadályozzák a szükségesnél nagyobb mértékű véralvadást.

Fibrinolízis. A véralvadék egy idő eltelte után összehúzódik, tömör állományú lesz és 40-50%-nyi savót présel ki magából, retrahálódik. A fibrinháló retrakciójával megkezdődik az alvadt vérrög szervülése is. Ezeket a folyamatokat a fibrin feloldó­dása (fibrinolízis) követi. A fibrinolízis lehet a végső út, amelyben a folyamat enzimje, a plazmin (fibrinolizin) lassan feloldja a thrombust, s az érfal begyógyul, teljes érzárás esetén az ér lumene ismét átjárhatóvá lesz.

A véralvadás gátlása

A szervezetben a fibrinogén-fibrin átalakulás és a fibrinolízis egyensúlyban van.

A vér folyékonyan tartását a korábban már említett proteáz inhibitorok (pl. antitrombin II., III.) mellett a nagy alvadásgátló hatékonyságú heparin biztosítja. A heparint a mastocyták és feltehetően a bazofil granulocyták termelik. Alvadás­gátló hatását azáltal fejti ki, hogy gátolja a protrombin-trombin átalakulást.

A májban termelődő dikumarol K-vitamin-antagonista, alvadásgátló hatása a VII., IX. és X. faktorok visszaszorításában rejlik.

A piócák nyálmirigyéből nyert hirudin a már létrejött trombint teszi hatástalanná, gátolva a további alvadási folyamatot. In vitro körülmények között az etilén-diamin-tetraecetsav káliumsója (EDTA), a nátrium-citrát, az ammónium-oxalát és a nátrium-flu-orid alvadásgátlók alkalmazása elterjedt, hatásukat valamennyien a plazmában lévő Ca2+-ionok megkötésével fejtik ki.

111 A szervezet védekező rendszerei

A véralvadás zavarai

Thrombosis A vér érpályán belüli nem kívánatos megalvadása a thrombosis. Az erek lumené­

ben képződő vérrög a thrombus. A thrombosis az alábbi okok miatt jöhet létre:

1 A vér alvadékonyságának fokozódása, pl. csontvelői daganat következtében a thrombocyták száma 400 G/l fölé emelkedik (thrombocytosis), esetleg a fibri-nolitikus folyamatok elégtelensége miatt a thrombusképződés és oldás egyen­súlya felbomlik.

2 Az ereket bélelő endothelsejtréteg sima felszínének megváltozása, leggyakrabban atherosclerosis vagy gyulladások (endarteritis) következtében. Az endothel érdessége vagy sérülése esetén a thrombocyták kitapadnak az erek falára és aktiválják az alvadási folyamatot. Egyes gyógyszerek (pl. orális fogamzásátlók) vagy szteroid hormonok, illetve a dohányzás az alvadási folyamat beindulását jelentősen fokozzák.

3 A keringés lelassulása, illetve pangása ugyancsak elősegíti a thrombusképződést. Vénás tágulat (varicositas) vagy gyulladás (thrombophlebitis) az ér lumenét egészében kitöltő és a vérkeringést az adott vénában elzáró thrombus kialaku­lását eredményezheti. A thrombus miatt a vénákban pangás jöhet létre. Ha a thrombus a képződés helyéről leszakad, a véráram a perifériáról egy távolabbi helyre sodorhatja, és embolia alakulhat ki. Az életfontosságú szervek (agy, szív, tüdő) érelágazódásainál megakadó és azt eltömő embolus hatására az adott terület vérellátása csökken vagy teljesen megszűnik. A szerv — amelyben az embolia létrejött — sorsa attól függ, hogy az embolus végartériát vagy kollate-rálissal rendelkező érszakaszt zárt-e el. Kollaterális keringés esetén a kollaterá-lisokon keresztül a vérkeringés fenntartható. A szív koszorúserei pl. funkcio­nális végartériák, elzáródásuk súlyos oxigenizációs zavart, végső soron szív­izomelhalást (infarctus) eredményez.

Vérzékenység A véralvadás elmaradását vérzékenységnek nevezzük. A véralvadás zavarai

rendszerint az alvadási folyamatban részt vevő egyik vagy másik faktor hiánya miatt jönnek létre.

Thrombocytopenia (a thrombocytaszám 50 G/l alá csökkenése) fizikai (pl. ionizáló sugárzás), kémiai (pl. szulfonamidok, penicillin, aszpirin) vagy biológiai (tbc, influenza vírus) kórokok csontvelői vérképzést gátló hatására alakul ki. Előfordul myeloid leukaemiában is, ahol a proliferáló myeloid sejtek elnyomják a thrombocytopoiesist. Autoimmun folyamatok fokozott thrombocytaszétesést (thrombocytolízist), így a thrombocytaszám csökkenését okozhatják (Werlhoff-kór). Thrombocytopenia esetén megnyúlik a vérzési idő és késik vagy elmarad a thrombocytafhrombus képződése.

Véralvadási faktorok hiánya (coagulopathiák) Vérzékenységet okozhat bármelyik alvadási faktor veleszületett vagy szerzett hiá­

nya, esetleg ezek szintéziséhez szükséges anyagok (K-vitamin, aminosavak) csök­kent bejutása a szervezetbe, vagy felszívódási zavar miatti hiánya. A májparenchy-ma betegségei (krónikus hepatitis, májcirrhosis) ugyancsak az alvadási faktorok elégtelen szintéziséhez vezetnek.

A vér 112

A haemophilia régóta ismert veleszületett faktorhiány következtében kiala­kuló vérzékenység. A VIII., IX. és XI. plazmafaktorok hiánya A és B típusú haemop-hiliát okoz. A betegség recesszíven, X kromoszómához kötötten öröklődik, ezért a nők a hibás gén hordozói, de a vérzékenység a férfiakon manifesztálódik. Mindkét típusú haemophiliában a tromboplasztinaktiválás endogén útja elégtelen, ezért egészen apró sérülések hosszan tartó vérzésekei okoznak. Jellegzetes elváltozások jönnek létre az ízületekben (haemarthrosis), amelyek az érintett ízület funkciózavará­hoz vezethetnek. A betegség kezelésében a hiányzó VIIL, IX. és XI. faktor célzott pótlása eredményes.

Disszeminált intravascularis coagulopathia (DIC). Valamely baktérium en-dotoxinja, a véráramlás megváltozása (lelassulása), esetleg tumorsejtek szétesése következtében a XII. faktort aktiváló anyagok juthatnak a vérkeringésbe, amelyek aktiválják a véralvadás rendszerét, ezért a véredényekben nagy számban képződ­nek microthrombusok. Ebből következik, hogy a DIC egy thromboemboliás betegség, amely paradox módon a véralvadás elégtelenségeként jelentkezik. A microthrom­busok létrehozásához ugyanis a szervezet „elfogyasztja" a vérben levő alvadási faktorokat és a thrombocytákat, majd a folyamat vérzékenységhez vezet.

4. A szív normális és kóros működése

Dr. Ling László

Az emberi szervezetben a véráramlás és az ezzel kapcsolatban levő egyéb folyadékáramlás (sejt közötti folyadék, nyirok, liquor, szemben a csarnokvíz) fenntartásának legfőbb tényezője a szív munkája. A szív működésének megértésé­hez röviden áttekintjük a szív legfontosabb anatómiai-szövettani jellemzőit.

Az újszülött szíve kb. 20 g, a felnőtt emberé kb. 250-300 g tömegű. A négyüregű szív működési szempontból jobb és bal szívfélre osztható. A vér egyirányú áramlását a szív belhártyájából (endocar-dium) kialakult billentyűk biztosítják. Ezek ugyanis az egyes üregekben létrejövő nyomásemelkedéskor a megfelelő irányokban passzívan záródnak, illetve nyílnak. A bal kamrából a vér az aortabillentyűk (valvulae semilunares) nyílását követően jut az aortába, s az ebből elágazó artériák révén a nagyvérkör

4-1. ábra. A szervezet vér­keringésének sémás ábrá­zolása. A nyilak a vér áram­lásának irányát mutatják (jp-.jobb pitvar, jk: jobb kam­ra, bp: bal pitvar, bk: bal kam­ra, z: zárt állapotban lévő pit­var-kamrai billentyűk, ny: nyitott állapotban lévő zsebes billentyűk). Az ábrán az is látszik, hogy a tüdő és a máj kettős vérellátású szerv. A valóságban a truncus pul-monalis jobb és bal a. pulmo-nalisra oszlik, így jut a vér a tüdők alveolusaihoz, ahol oxi­génben feldúsul és szén-dio­xidban szegényebb lesz. A tü­dőkből összesen négy v. pul-monalison keresztüljut az ar­tériás vér a bal pitvarba. Ez utóbbi ereket mégis vénáknak nevezzük, mivel a vért a szív­be szállítják

v. pulmonalis

truncus pulmonalis

v cava inf. et sup.

kisvárkör

a nagyvérkör szerveiből a vénás vért szállító erek

bronchusokat ellátó artériák aorta

a nagyvérkör szerveit ellátó artériák

a szív saját vérellátása, valamint

az összes egyéb szövet és szerv

a májhoz oxigéndús vért szállító a. hepatica

A szív normális és kóros működése 114

valamennyi szervéhez. Az aortának a szívből történő eredése után közvetlenül indulnak el a szív saját vérellátását biztosító koszorúserek (aa. coronariae dextra et sinistra). A koszorúserek között anatómia-ilag találtak kapcsolatokat, de ezek száma, illetve átmérője nem számottevő. Ezért szűkületük vagy elzáródásuk esetén a megfelelő szívizomrész vérellátása elégtelenné válik. Ezen okok miatt a koszorú­sereket funkcionális végartériáknak nevezzük.

A nagy vérkör szerveiből összeszedődő vénás vér a v. ca va inferioron és a v. cava superioron keresztül a szív jobb pitvarába ömlik. A szív saját koszorúsérrendszerének vénás vére természetesen ugyancsak a jobb pitvarba ömlik. A jobb pitvarból a háromhegyű vitorlás billentyűkön át (valvulae tricuspidales) a vér a jobb pitvarból a jobb kamrába kerül. A jobb kamrából — annak összehúzódásakor — a vér a tüdők felé vezető truncus pulmonalisba áramlik, mivel a jobb kamrát a truncus pulmonalistól elválasztó billentyűk a jobb kamrában a nyomás emelkedésekor kinyílnak. (Ez utóbbiak ún. zsebes billentyűk, szerkezetük hasonló a bal kamrát az aortától elválasztó billentyűkéhez.) A jobb kamrából kiinduló, a tüdőket ellátó, majd innen összeszedődve a szív bal pitvarába vezető érrendszer a kisvérkör.

A bal pitvarból a vér a bal kamra irányába nyitja a kéthegyű vitorlás billentyűket (valvulae bicuspi-dales seu mitrales) és a bal kamrába jut.

A négyüregű szív, a nagy- és a kisvérkör kapcsolatát a 4-1. ábra szemlélteti. Ép viszonyok esetén a nagyyérkör a véráramlással szemben nagyobb fizikai ellenállást jelent, mint

a kisvérkör, ezért a bal kamra izomfalának vastagsága a jobb kamráénak kb. kétszerese. A szívizmot belülről a szívbelhártya (endocardium), kívülről pedig a szívburok (pericardium) borítja.

Ez utóbbi visceralis és parietalis lemeze között néhány csepp folyadék van. Ez a folyadék csökkenti a két lemez közötti súrlódást a szívizom összehúzódásakor, illetve ellazulásakor.

Ha a szívizmot a váz-, illetve simaizomzattal összehasonlítjuk, jellegzetes morfológiai sajátosságokat figyelhetünk meg, ezekről az 1. fejezetben már szó volt.

A szív ingerképző és ingervezető rendszere •. •

Ismeretes, hogy az idegi összeköttetésétől megfosztott (denervált) szív to­vábbra is működik, periodikusan összehúzódik és ellazul, ha a szükséges oxigén-és tápanyagellátás biztosított. A szívnek ezt a képeségét automáciának nevezzük.

Ezt a periodikus működést a szív jobb pitvarának hátsó falában található, a jobb fülecse és a nagy vénák beszájadzásának közelében elhelyezkedő, kb. 4 x 4 x 20 mm-es képlet, a sinuscsomó (sinoatrialis vagy ,,SA"-csomó) biztosítja. A sinus­csomó — csakúgy, mint a később ismertetésre kerülő AV-csomó, illetve az ingerü­letvezető-rendszer — módosult szívizomsejtekból épül fel. A spontán ingerképzés elektrofiziológiai magyarázata, hogy az ingerképzésre specializálódott sejtek nyu­galmi potenciálja kicsi és membránjuk az ionok számára fokozottan átjárható. így az ingerképző képességgel rendelkező szövetek nyugalmi potenciálja a fokozott ionpermeabilitás miatt külső behatás nélkül is eléri a küszöbértéket és így spontán létrejön az akciós potenciál. Ez a folyamat periodikusan ismétlődik.

Az ingerképző képességű szövetek aktivitását angol kifejezéssel pacemaker mű­ködésnek nevezzük.

A sinuscsomóban keletkező ingerület szétsugárzik a pitvar falát alkotó szív-izómrostokra és a pitvari pályákon keresztül eléri az atrioventricularis (AV, más néven Aschoff-Tawara-) csomót.

Innen az ingerület ugyancsak módosult szívizomrostokból kialakult, ingerü­letvezetésre specializálódott His-kötegen kerül át a pitvarok területéről a kamrai szeptumba. A pitvarok és a kamrák közötti egyetlen kapcsolatot a His-köteg jelenti. Ez

115 A szív ingerképző és ingervezető rendszere

feszültségmérő műszer

anurus fibrosus

sinuscsomo

pitvarizom AV-csomó

Tawara-szár

kamraizom

Purkinje-rostok

4-2. ábra. A szív ingerképző és ingerületvezető rendszere (baloldalt). A jobb ol­dalon egy szívizomsejt és egy feszültségmérő készülék sémás rajzát látjuk. A készülék egyik elektródája a vizsgált szívizomsejt felszínén, a másik a sejt citoplazmájában van. Amennyiben ilyen módon vizsgáljuk a szív egyes részeiben a feszültségváltozást, akkor

a megfelelő görbéket kapjuk. A képzeletbeli vízszintes tengelyen az időt, a függőleges tengelyen pedig a feszültséget ábrázoltuk. A görbék tehát az egyes szívizomrészek akci­

ós potenciáljának felelnek meg

abból adódik hogy a pitvarokat és kamrákat elválasztó kötőszövetes gyűrűrend­szer, az ún. anulus fibrosus „elektromos szigetelőréteget" képez a pitvari és kamrai izomzat között.

A kamrai szeptumban a His-köteg egy bal és egy jobb oldali Tawara-szárra oszlik, amelyek további elágazódását Purkinje-rostoknak nevezzük. így jut el a sinuscsomó által keltett, percenként kb. 72-80 ingerület a kamrák munkaizomzatához (4-2. ábra).

Az AV-csomó módosult szívizomsejtjei is képesek spontán ingerképzésre, de az itt létrejövő frekvencia a sinuscsomóénál kisebb. Ép viszonyok, illetve jól működő sinuscsomó esetén az atrioventricularis-csomó spontán aktivitása nem juthat ér­vényre, mivel ezt a sinuscsomóból gyors egymásutánban érkező ingerületek nem teszik lehetővé.

Élettani körülmények között tehát a sinuscsomó a szívműködés ritmusának meghatározója, a „szív saját pacemakere".

Kóros körülmények között nemcsak a már említett AV-csomó, de a szív ingerü­letvezető rendszere, sőt a kamrai izomzatnak bármely része képes spontán ingerképzésre. • Normális viszonyok között erre az „önállósodásra" az egyes szívizomrészeknek a szó szoros értelmében nincs idejük.

A szív egészét vizsgálva az ingerületi folyamat alatt megállapítható, hogy a sinuscsomó aktiválódásától a teljes kamrai izomzat elektromos aktiválódásán keresztül a nyugalmi állapot helyreállásáig kb. 400-500 ms telik el.

Azt a már korábban ismertetett tényt, hogy ép viszonyok esetén az ingerképzés mindig a sinuscsomóban történik, nomotop ingerképzésnek nevezzük.

A szív normális és kóros működése 116

Elektrokardiográfia

A sinuscsomóból kiinduló és rövid idő alatt az egész szívizomzaton végigterjedő elektromos feszültségváltozás nemcsak magán a szíven, hanem attól távolabb, a testfelszín különböző pontjain is mérhető. Ennek az az oka, hogy testünk nagy részét víz alkotja, így a testnedvek elektromos szempontból jó vezetők. A testfel­szín két különböző pontjára helyezett elektródok között mért potenciálváltozás a

szívizomrostok akciós potenciáljainak eredője. Ha két testfelszíni elektródot al­kalmas berendezéshez csatlakoztatunk és a potenciálváltozásokat egyenletes se­bességgel mozgó papíron regisztráljuk, jellegzetes görbét kapunk, amelyet elekt-rokardiogramnak (EKG) nevezünk.

A leggyakrabban használt EKG-elvezetéseket há­rom csoporba soroljuk:

1 Einthoven-féle bipoláris, ún. „standard" elvezeté­sek. Ezeket római számokkal jelöljük: I. a jobb és bal kar közötti, II. a jobb kar és a bal láb közötti, III. a bal kar és a bal láb közötti feszült­ségingadozást regisztráljuk. Ezeket az elvezeté­seket azért nevezzük „bipolárisnak", mert a testfelszínre helyezett mindkét elektród egy-egy elektromosan aktív pólust képvisel (4-3. ábra).

2 Goldberger-féle unipoláris végtagi elvezetések. Eze­ket aVR, aVL, aVF rövidítésekkel jelöljük. Ter­mészetesen itt is két elektród között mérjük a feszültségingadozást, azonban hagyományo­san mégis „unipoláris" elvezetésekről beszé­lünk. Ennek az a magyarázata, hogy itt az egyik végtagra helyezett elektródon mérhető potenci­álváltozást egy mesterségesen létrehozott „0"

feszültségű ponthoz viszonyítjuk. Az aVR, aVL, aVF rövidítések utolsó betűje jelzi azt, hogy az ún. „differens" vagyis elektromosan aktív elektród melyik végtagon van: aVR (R=right) jobb kar, aVL (L=lef t) bal kar, aVF (F=f oot) láb. A „0" pontot úgy hozzuk létre, hogy a másik két végtagra helyezett elektródot (pl. aVR esetén a bal kar és a bal láb) egy-egy ellenálláson keresztül, a vizsgálókészülék kapcsolójának aVR-helyzetű állásánál egymással összekötjük.

3 Mellkasi elvezetések. Ezek jelölése: V1, V2, V3, V4, V5, V6- Itt a mellkasfal hat, anatómiailag pontosan meghatározott pontjára helyezzük a „differens" elektródot, és az itt létrejövő feszültségingadozást szintén egy mesterségesen létrehozott „0" feszültségű ponthoz viszonyítjuk. Az említett „0" pontot úgy hozzuk létre, hogy — ellenálláson keresztül — egy pontba egyesítjük mindhárom végtagról elvezetett feszültségingadozást (4-4. ábra).

Az EKG-görbe egy szívciklus (lásd később) folyamán létrejövő feszültséginga­dozásait a 4-5. ábrán figyelhetjük meg. Az EKG-n megkülönböztetünk elektromos pitvari systolét, elektromos kamrai systolét és elektromos kamrai diastolét. A pitvari elektromos diastole időben egybeesik a kamraizomzat aktiválódásával, ezért külön nem lehet elemezni.

Az EKG-görbe egyes hullámait az abc nagybetűivel (P, Q, R, S, T, U) jelöljük. A görbén a P-hullám végétől a Q-hullám kezdetéig terjedő vízszintes vonalat

feszültségmérő műszer

4-3. ábra. Az Einthoven-féle elvezetések se­matikus ábrázolása (jk: jobb kar, bk: bal kar, bl: bal láb, I, II., III.: a standard elvezetések jelölése)

117 Elektrokardiográfia

4-4. ábra. A mellkasi EKG-elvezetés kivitelezésé­nek elvi vázlata (E: ellenállás, D: differens elektród, 0; nullpont)

izoelektromos vonalnak nevez­zük. Az e vonal fölötti hullámokat (P, R, T, U) pozitívnak, a vonal alat­tiakat (Q, S) negatívnak nevezzük.

A P-hullám kezdetétől a Q-hullám kezdetéig terjedő szakasz a PQ-távolság. Azt az időintervallu­mot mutatja, amely alatt a sinus­csomóból ki induló ingerület a kamrába érkezik. A PQ-távolság normál i s körü lmények között 0,12-0,20 (átlagosan 0,16) s-ig tart. Ezt az időtartamot pitvar-kamrai át­vezetési idő-nek nevezzük, és ez a pitvari elektromos systole ideje.

Az ingerületvezető rendszer a kamrákban elsőként az ún. papillá-ris izmokat hozza ingerületbe. En­nek jele az EKG-n a negatív Q-hul-lám, amelynek időtartama 0,03 s. A Q-hulláin nagyságát — azaz amplitúdóját — mindig a T-hullám magasságához viszonyítjuk. Normálisan a Q-hullám egyik elvezetésben sem nagyobb a T-hullám nagyságának kb. 25%-ánál. A Q-hullám a kamraizomzat depolarizációjának kezdetét mutatja. Egészséges emberek kb. 30%-ánál e hullám egyik EKG-elvezetésben sem látható.

A kamraizomzat fő tömegének depolarizációját jelzi az R-hullám. Ennek amplitú­dója 0,5-1 mV.

A bal kamra hátsó bazális részének izomzata aktiválódik utoljára, ezt a negatív irányú S-hullám jelzi.

Az egész kamraizomzat depolarizációja tehát három hullám formájában jelenik meg az EKG-n. Ezeket együttesen QRS-komplexusnak nevezzük. Ennek időtartama 0,06-0,10 (átlagosan 0,08) s.

A QRS-komplexus lezajlása után gyakorlatilag izoelektromos vonalat látunk. Ennek oka a kamraizomzat lassú repolarizációja, és a T-hullám kezdetéig tart. Ez a szakasz normális körülmények között csak maximum 1 mm-re térhet el a P-hul­lám vége és a Q-hullám kezdete közötti izoelektromos szakasztól, azaz az eltérés úgy pozitív, mint negatív irányba maximum 0,1 mV lehet.

4-5. ábra. Normális EKG-görbe. A PQ-távolság azt az időtartamot mutatja, amely alatt a sinuscsomóról az inge­rület a kamrákra terjed (pitvar-kamrai átvezetési idol, QRS-komplexus a kamrai elektromos systole kezdetét jelö­li, ST-szakasz a kamraizomzat lassú repolarizációját mu­tatja. A T-hullám azt jelzi, hogy a kamraizomzat gyors re-polarizációjának idején a szívcsúcs elektromosan pozitívab­bá válik, mint a még akcióban levő anulus fibrosus közeli kamraizomzat, ezért az elektromos vektorok eredője pozi­tív. Az U-hullám a szívciklus végén a szívcsúcsban létre­jövő elektromos potenciált mutatja

A szív normális és kóros működése 118

A kamraizomzat lassú repolarizációja után a gyors repolarizáció következik. Egyetlen izomrost esetén ez az R-hullámmal ellentétes irányú hullám formájában jelentkezne. Az EKG-n azonban az ST-szakasz után pozitív T-hullámot látunk. Ennek az az oka, hogy a szívcsúcs előbb fejezi be a kontrakciót, mint a kamrák bazális része. így a szívcsúcs elektromosan pozitívabbá válik, mint a még akcióban levő anulus fibrosus közeli kamraizomzat, azaz olyan feszültség jön létre, amelynek eredője a szív bázisa felől a szív csúcsa felé mutat.

— A leírt hullámokon kívül — ritkán — észlelhető még egy, harmadik pozitív hullám is, amelyet U-hullámnak nevezünk. Ennek valószínű magyarázata, hogy diastole közben a mellkasfalhoz ütődő szívcsúcsban elektromos potenciál jön létre, vagy — mások szerint—elektrolit- (főként K+ -) vándorlás kelti a feszültségkülönb­séget. Gyakorlati jelentősége nincs.

A szív/elektromos és mechanikus működésének kapcsolata

Az EKG-görbén észlelhető potenciálváltozások nyomán a következőket állapít­hatjuk meg:

~ A P-hullám (elektromos pitvari systole) után kezdődik a szív pitvarizom­zatának összehúzódása (pitvari systole).

~ A QRS-komplexus (az elektromos kamrai systole kezdete) közben, már az R-hullám leszálló ágának idején megkezdődik a kamraizomzat összehúzó­dása (kamrai systole), amely a T-hullám lezajlása után fejeződik be.

A szívizom elektromos és mechanikus működése között ok-okozati összefüggés van. A leírt „normális EKG-görbe" csak teljesen ép, jó vérellátású ingerképző, ingervezető rendszer és ép szívizom esetén jöhet létre.

A szívizom bármely részének kóros állapota befolyásolja mechanikai kontrakci­óját, így elektromos működését is.

A szívizom kontrakciója

A szívizomban létrejött akciós potenciál depolarizációs szakaszának kezdete után azonnal létrejön a szívizom mechanikai kontrakciója, összehúzódása. A szív­izom mechanikai működésére jellemző a „minden vagy semmi" válasz. Ennek értelmében tehát a küszöb feletti inger nagysága nem befolyásolja a kontrakció nagyságát.

A szívizom elektromos működésének vizsgálatakor kitűnik, hogy a szívizom az akciós potenciál lezajlásának hosszú szakaszában abszolút refrakter fázisban van, azaz újabb ingerre nem reagál.

Ha az akciós potenciál időbeni lezajlását összehasonlítjuk a mechanikus kontrakció történéseivel, jól láthatjuk, hogy a kontrakciós válasz több mint fele lezajlik addig, amíg egy újabb kontrakciós válasz létrejöhet. Ez azt jelenti, hogy a szívizom nem tetanizálható.

119 A szívizom kontrakciója

A szívciklus Az előző fejezetrészekből kitűnt, hogy megkülönböztetünk elektromos, vala­

mint ún. mechanikus szívciklust.

Az elektromos szívciklus a pitvarok és kamrák elektromos jelenségeinek változásait foglalja össze.

A mechanikus szívciklusban egy adott szívüreg (pl. szívkamra) falának elernyedésekor (diastole) az vérrel telítődik, majd ugyanezen szívrész izomzatának összehúzódásakor (systole) az üregben levő vér a megfelelő billentyűket kinyitva a szívüregből kiürül.

Képletszerűen:

szívciklus = systole + diastole.

Mivel a folyamat periodikusan, körforgásszerűen ismétlődik, ezért nevezzük ciklusnak (küklosz=kör, görög szó).

A kamrai diastole folyamán a késői fázisban mindkét oldalon a pitvar-kamrai vitorlás billentyűk nyitva vannak, a nagy ereken (v. cava superior et inferior, vv. pulmonales) át áramlik a vér a pitvarokba. A belégzés a nagyvénákban uralkodó negatív nyomás (szívó hatás) miatt segíti a pitvarok telődését, majd továbbjutását a kamrákba. A teljes kamrai telődés kb. 70%-a ezen a módon, tehát passzívan történik. Ennek oka, hogy a pitvarokat a beléjük nyíló nagyvénáktól nem választják el billentyűk. Az aortába, illetve a truncus pulmonalisba vezető szájadékok zártak. Ebben a fázisban ugyanis a kamrákból kiinduló nagy erekben a nyomás sokkal nagyobb, mint a kamrákban, aminek következtében a semilu-naris billentyűk szabad szélei egymáshoz fekszenek. A kamrai telődés természetesen az idő előrehalad­tával egyre lassul, ahogyan a kamraizomzat nyúlása (azaz a kamra üregének tágulása) az élettani határhoz közeledik.

A pitvarok systoléja. A pitvarok falának összehúzódásakor válik teljessé a kamrák telődése, így a teljes kamrai telődés kb. 30%-a aktív, pitvari izommunka eredménye.

A kamrák systoléja. A kamrák összehúzódásának első fázisában a kamrákat a pitvaroktól elválasztó billentyűk szélei a kamrákban növekvő nyomás miatt szorosan egymáshoz préselődnek, a pitvarokba „átfordulni" azonban nem tudnak, mivel széleiket ínhurok rögzítik a kamrák belső falán lévő papilláris izmokhoz. A vitorlás billentyűk záródása meggátolja a vérnek a pitvarba történő visszaáramlását (regurgitatio). Abban a pillanatban, amikor a kamraizomzat összehúzódása miatt a kamrák üregében emelkedő nyomás meghaladja az aortában (kb. 80 Hgmm), illetve az a. pulmonalis-ban uralkodó (kb. 10 Hgmm) nyomást, a semilunaris billentyűk az említett nagyerek falához csapódva kinyílnak. Ekkor kezdődik meg a kamrából a vérnek az aortába, illetve a truncus pulmonalisba történő kiáramlása. Ez a kamrai kilövelés (ejectio) fázisa.

A kamraizomzat összehúzódása kapcsán az egyes kamrákban a nyomás egy határértékig nő. Ez az érték a bal kamrában kb. 120 Hgmm, a jobb kamrában kb. 25 Hgmm. (Emlékeztetünk a bevezetőben említett anatómiai tényre: a bal kamrai falvastagság a jobb kamra falvastagságának kb. kétszerese, a magzati szívben — a sajátos keringési viszonyok miatt — a két kamrafal vastagsága még azonos.) Nyugalomban egy kamrai systole alkalmával egy kamra kb. 70-90 ml vért lök ki, de a kamrai systole befejeződésekor még kb. 50 ml vér marad a szívkamra üregében.

A kamrai diastole korai fázisa. Az ellazuló izomfalú kamrákban a nyomás gyorsan csökken. Természetesen a nagyerekben (aorta, truncus pulmonalis) a nyomás nagyobb, mint a kamrák üregében, így az aortába, illetve a truncus pulmonalisba vezető semilunaris billentyűk a kamrák irányába zárnak. Ezt a fázist, amely a semilunaris billentyűk záródása után kezdődik, izometriás relaxációnak nevezzük. Ez addig tart, ameddig a kamrákban a nyomás olyan mértékre csökken, amely kisebb lesz, mint a szívpitvarokban uralkodó vérnyomás. Ennél a nyomásértéknél a pitvar-kamrai szájadékot elválasztó vitorlás billentyűk megnyílnak, és a pitvarok irányából a kamrák telődésének első (passzív) szakasza ismét megkezdődhet.

A mechanikai szívciklus során a billentyűk mechanikai záródását, illetve — bizonyos esetekben — a véráramlás létrejövő turbulenciáját hangjelenségek kísé­rik. Ezen hangokat a mellkasfalon a szív fölött hallgatózva jól meg lehet különböz­tetni.

A szív normális és kóros működése 120

A szív vizsgálata

Normális szívhangok

I. szívhang:az atrioventricularis (valvula bicuspidalis et tricuspidalis) vitorlás billentyűk záródása következtében jön létre. Ez az „első hang" tompább, mélyebb színezetű, zeneibb hangzású és kissé hosszabb ideig hallható, mint a második szívhang. Közelítőleg a „bú" szócska hangzásához hasonlítható.

II. szívhang: a semilunaris billentyűk becsapódásakor keletkezik. Ez a „má­sodik hang" magasabb hangszínezetű és az elsőnél rövidebb ideig tart. Jellegét a hirtelen kimondott „tup" szócska közelíti meg.

Előfordulhat, hogy a kamrai diastole idején egy „harmadik szívhang" is hallható. Ez — amennyiben gyermek vagy fiatal felnőtt vizsgálatakor kerül észle­lésre — fiziológiás jelenség lehet. Oka: a mitralis (valvula bicuspidalis) billentyű kinyílásakor a vér hirtelen áramlik a bal kamrába, a gyors beáramlás miatt turbu­lencia keletkezik, és ez az örvényképződés okozza a halk, mély színezetű, rövid ideig tartó hangjelenséget.

Élettani körülmények között is előfordulhat, hogy belégzéskor a második szív­hangot kettőzöttnek halljuk. Ezt úgy mondjuk, hogy a második szívhang „hasadt". Oka: mély belégzéskor az aortabillentyű záródása megelőzi a truncus pulmonalis-ba vezető billentyű becsapódását, ezért e billentyűk záródását külön halljuk. Megjegyzendő, hogy amennyiben a légzéstől függetlenül vagy csak kilégzéskor hallunk kettőzött szívhangot, az mindig kóros állapotra utal.

A szívhangok alkalmas berendezés (fonokardiográf, PKG) segítségével „látha­tóvá tehetők", azaz az idő függvényében grafikusan ábrázolhatók. A fonokardio-gram képét az EKG-val és egyéb görbékkel együtt a 4-6. ábra mutatja. A bal kamrából nagy sebességgel kiáramló vér a rugalmas artériákban nyomáshullámot

kamrai kamrai systole diastole

EKG

PKG

v. jugularis pulzusgörbe

apex-(szívcsúcslökés) görbe

a. carotis pulzusgörbe

4-6. ábra. A szívműdödést jellemző görbék (a: pitvari systole idején létrejött nyo­másemelkedés, c:az izomartériás kamrakontrakció idején a zárt tricuspidalis billentyű

bedomborodik a jobb pitvarba, ezért nyomásemelkedést okoz, v: a kamrai diastole kezde­tén még a tricuspidalis billentyű megnyílása előtti pillanat idején létrejövőkis méretű

pitvari nyomásemelkedés)

121 A szívizom kontrakciója

hoz létre. Az a. carotisban létrejövő nyomásváltozás szívciklussal való kapcsolatát szintén a 4-6. ábrán tanulmányozhatjuk. Mivel a pitvarokba beszájadzó vénáknál nincsenek külön billentyűk, ezért természetes, hogy a szívpitvarokban a szívciklus során végbemenő nyomásváltozások a pitvarhoz közeli nagy vénákban is nyomás­változást hoznak létre. így a v. jugularis fölé helyezett regisztrálóberendezés segítségével ábrázolni lehet a v. jugularis pulzációját, aminek alapján tehát a jobb pitvarban lezajló nyomásváltozásokra következtethetünk.

A technika fejlődésével lehetőség nyílik arra is, hogy direkt módon mérjük az egyes szívüre­gekben a nyomásváltozásokat. Ennek során szívkatétert juttatnak a vizsgálni kívánt szív­üregbe, a végét ún. elektromanométerrel kötik össze, és így regisztrálható a systole és diastole alkalmával létrejövő nyomás. Az egyes szív­üregekben mérhető nyomásértékeket a 4-1. táblázat mutatja.

4-1. táblázat

Szívkatéterezés segítségével az egyes szívüregek­ben mért nyomásértékek (Hgmm)

Szívüreg Systoles nyomás

Bal pitvar 16 6

Bal kamra 120 0 megjegyzés:

a diastole végért 10

Jobb pitvar 7 2

Jobb kamra 30 5

Echokardiográf ia

Megfelelő frekvenciájú ultrahanghullámo­kat bocsátunk a mellkasfalon keresztül a szívre, majd képszerűen megjelenítve regisztráljuk a visszaverődő hullámokat. Az így létrejövő kép az echokardiogram, melyen jól láthatók a szív­üregek falai, a septum, a billentyűk stb. A vizs­gálat nagy előnye, hogy könnyen kivitelezhető, a beteg számára a vizsgálat megterhelést nem jelent. A Doppler-ultrahangvizsgálattal a véráramlás jellege és iránya tanulmányozható.

A szív röntgenvizsgálata

A mellkasátvilágítás, illetve a kétirányú mellkas-röntgenfelvétel készítése ma sem nélkülözhető vizsgálóeljárás. Önmagában is sok következtetésre ad lehetőséget, hiszen a környező szövetekhez képest a vérrel telt szív jobban elnyeli a röntgensugarakat, így alakja (konfiguráció), mozgása a vizsgálat során jól megfigyelhető. A vizsgálatot ki lehet egészíteni egyidejű röntgensugár-fogó kontrasztanyag nyeletésével is. Ilyenkor ugyanis a nyelőcső alatt elhelyezkedő bal pitvar állapotára lehet indirekt módon következtetni.

Lehetőség van a röntgenvizsgálat mozgófilmre (kinematográfia), illetve videoszalagra rögzítésére is. így a szívciklus során végbemenő mozgások ismételten, szükség esetén lassítva is tanulmányozhatók.

További képalkotó eljárás a számítógépes röntgenfelvétel, a komputertomográfia (CT). Ez igen pontos, részletgazdag képekkel segít a diagnózis megállapításában. A cine-CT (ultragyors CT) még pontosabb ábrázolást tesz lehetővé.

Az MRI (magnetic resonance imaging = mágneses rezonancia megjelenítése) egészen speciális vizsgá­lóeljárás. Óriási előnye, hogy a vizsgált személy részére nem jár semmiféle sugárterheléssel, kontraszt­anyag alkalmazása sem szükséges. A vizsgálat nagy felbontású, részletgazdag képet ad a szívről.

A jelenlegi legmodernebb képalkotó eljárás a pozitronkibocsátás vizsgálatán alapuló rétegvízsgálat (pozitronemissziós tomográfia, PET). Ez a szívizom vér- és tápanyagellátásáról ad pontos minőségi és mennyiségi információkat.

Az eljárások felsorolásakor külön ki kell térnünk a szívkatéterezéssel történő vizsgálómódszerekre. Ilyenkor a szívbe vezetett katéteren keresztül sugárfogó kontrasztanyagot fecskendeznek be a szív üregébe, amikor pl. a jobb pitvar-jobb kamra vagy a bal kamra ürülése tanulmányozható. Ha a szívkatéter végét a jobb vagy a bal a. coronaria szájadékába vezetjük, úgy a szív saját vérellátása, a koronáriarendszer jeleníthető meg képszerűén.

A szívizom vérátáramlása izotóptechnika alkalmazásával is vizsgálható, ilyen módszer pl. a tallium-201-izotóppal végzett szcintigráfia.

A szív normális és kóros működése 122

A szívműködés legismertebb vizsgálómódszereit a 4-2. táblázatban foglaltuk össze.

4-2. táblázat

A szívműködés vizsgálómódszerei

Fizikális vizsgálatok

megtekintés pulzusvizsgálat szívcsúcslökés tapintása szívtompulat kikopogtatása szívhangok meghallgatása

Műszeres vizsgálatok

PKG — fonokardiográfia (szívhangok grafikus ábrázolása)

echokardiográfia (ultrahangvizsgálat)

M-mode echokardiográfia kétdimenziós echokardiográfia Doppler-UH-vizsgálat az áramlás mérésére transoesophagealis echokardiográfia

EKG — elektrokardiográfia

nyugalmi terheléses Holter-monitorozás (24 órán keresztül folyamatos EKG hordozható készülékkel

mellkas-röntgenvizsgálat

átvilágítás kétirányú röntgenfelvétel sugárfogó kontrasztanyaggal történő nyelésvizsgálattal kiegészített mellkasátvilágítás

CT (komputertomográfia)

— számítógépes réteg vizsgálat

cine CT — ultragyors

MRI (magnetic resonance imaging) — mágneses rezonancián alapuló eljárás PET (pozitronemissziós tomográfia)

radionuklid-eljárások

tallium-201-szcintigráfia technécium-99m-pirofoszfát-szcintigráfia

szívkatéterezéssel végzett vizsgálatok

koronarográfia nyomásmérés a szív egyes üregeiben vér-pO2 mérése a szív egyes üregeiben

123 A szív pumpaműködése

A szív pumpaműködése

A korábbiak alapján kézenfekvő, hogy a szívet egy olyan pumpához hasonlítsuk, amely a benne lévő billentyűk szelepszerű működésével a vér egyirányú állandó mozgásban tartását teszi lehetővé. Ez a hasonlat azonban természetesen nem alkalmazható szó szerinti értelemben. A szív ugyanis élő, állandó anyagcserét folytató szerv, amely a mindenkori szükségletnek megfelelően igen széles határok között képes a keringést biztosítani, a vért mozgásban tartani.

Egy szívösszehúzódás során egy kamra kb. 70-80 ml vért lök ki magából. Az egy kamra által egy systole alatt kilökött vérmennyiség a pulzusvolumen, más szóval verőtérfogat.

Az egy szívkamra által egy perc alatt továbbított vérmennyiséget úgy számít­hatjuk ki, ha a pulzustérfogatot (pl.: 70 ml) megszorozzuk a percenkénti szívösz-szehúzódások számával (pl.: 70/min), azaz a percenkénti frekvenciával. Ez (pél­dánkban 4900 ml/min) a perctérfogat.

Ha a perctérfogatot egységnyi (pl. 1 m ) testfelszínre vonatkoztatjuk, megkap­juk a szívindex számértékét, amely fiatal felnőttben 3,2 l/min/m .

A perctérfogatot befolyásoló tényezők A perctérfogatot befolyásolja:

® A pitvarokba történő vénás beáramlás üteme, amely függ pl. a keringő vérmennyi­ségtől, a testhelyzettől (fekve ugyanis könnyebben áramlik a vér a szív felé, mint állóhelyzetben), fizikai munkavégzéstől, a légzéstől.

® A szívizom pillanatnyi állapota-. Ez függ pl. a vér-, illetve O2-ellátástól, a megfelelő ionkoncentrációtól, a szívizom edzettségi fokától, a vegetatív beidegzés hatá­sától (szimpatikus vagy paraszimpatikus túlsúly).

® Az aortában, illetve a truncus pulmonalisban uralkodó nyomás.

A kamraizomzat kontrakciós ereje ugyanis függ a kamrára ható ún. elő- és utóterhelés mértéktől. Az „előterhelés" a kamrába a diastole alatt beáramló vér mennyiségétől, az „utóterhelés" pedig attól az ellenállástól függ, amelyet a kamrá­nak systole során le kell győznie ahhoz, hogy a vért továbbítsa. Ez az „utóterhelés" a bal kamra esetében annak a vérnyomásértéknek felel meg, amelyet az ejekció elején a bal kamrának le kell győznie. Ez a nyomás pedig egyenlő a nagyvérköri artériás vérnyomás diastolés értékével (120/80 Hgmm vérnyomás esetén tehát 80 Hgmm).

A szív alkalmazkodóképessége Említettük, hogy a kamrai systole végén még marad a kamra üregében

bizonyos mennyiségű vér. Fizikai és pszichés nyugalomban ugyanis a bal kamra a benne lévő teljes vérmennyiség kb. 75%-át löki ki az aortába egy systole alatt. Szükség esetén a szívizomrostok inotropiája (összehúzódásának ereje) képes foko-

A szív normális és kóros működése 124

zódni, és a systole során a szokásosnál 20-30 ml-rel több vér lökődik ki a kamrából. Ezt a vérmennyiséget systolés tartaléknak nevezzük. Mindig ez az első „tartalék", amit a szív fokozott terhelés esetén igénybevesz.

A második lehetőség az a diastolés tartalék igénybevétele. Ennek megértésé­hez meg kell ismerkednünk a Starling-féle (vagy Frank-Starling-féle) szívtörvénnyel, melynek lényege a következő: a szívizomrostok kontrakciójának ereje — egy bizonyos határig — arányos a szívizomrostok kezdeti hosszával. Azaz a diastole során egy adott szívüreg (pl. bal kamra) falát képező rostok a beáramló vér­mennyiséggel arányosan egyre jobban megnyúlnak. A törvény értelmében tehát, ha több vér áramlik az adott szívüregbe, akkor az üreg falát képező rostok jobban megnyúlnak, és a systole idején ezek a szívizomrostok nagyobb erővel fognak összehúzódni. Ily módon a systole során a szív a diastole idején bekerült többlet­vérmennyiséget maradéktalanul képes továbbítani. Ez a diastolés tartalék jóval nagyobb mennyiséget jelent, mint a systolés tartalék. A szív megfelelő ürege tehát a Starlig-féle szívtörvény értelmében a diastoléban beléáramló nagyobb vér­mennyiség miatt kitágul (dilatatio).

~ A szívüreg dilatációja egyidejűleg az adott szívüreg fali izomfeszülésé­nek, tehát a szívizom tónusának fokozódásával jár. Ezért ezt az állapotot tonogén dilatatiónak nevezzük. Ebben a stádiumban működő szív a ráháruló nagyobb megterhelést még képes kiegyenlíteni, azaz kompenzálni.

~ Nagyon fontos megjegyezni, hogy ez a fokozott szívizomnyújtást követő nagyobb erejű összehúzódás csak egy bizonyos határig érvényes! Ez után ugyanis a szívizom mintegy „túlnyúlik", és összehúzódásának ereje nem fokozódik, ellenkezőleg: csökken. A szívizomrostok túlnyúlásakor (mi-ogén dilatatio) a szív a systole idején már nem képes teljesen továbbítani a diastole ideje alatt a szívüregekbe került vérmennyiséget. Ezért azon a területen, ahonnan a vér az adott szívüregbe áramlik, pangás jön létre. Ilyenkor tehát a szív működése dekompenzálttá válik (lásd a szívműködés zavarairól szóló fejezetet).

A fokozott terheléshez a szív úgy is képes alkalmazkodni, hogy a perctérfo­gatot a pulzusszám, azaz a percenkénti szívösszehúzódások számának növelésé­vel biztosítja. A frekvencia növelésének lehetősége azonban a szíven kívüli ténye­zőktől is függ.

A szív beidegzése A paraszimpatikus idegrendszer hatása

A jobb oldali n. vagus a sinuscsomót, a bal oldali az AV-csomót látja el paraszim­patikus rostokkal. A kamrai munkaizomrostokhoz paraszimpatikus rostok nem mennek. Vagusizgalom hatására a sinus-, illetve az AV-csomóban a K+ a sejtekből könnyebben kiáramlik az extracelluláris térbe. Ezáltal a sejt belsejének a külső felszínéhez viszonyított elektronegativitása fokozódik, vagyis a sejtmembrán hi-perpolarizálódik. Ily módon a nodalis szövetekben nehezebbé válik az ingerkép­zés, illetve az ingerületvezetés lehetősége.

125 A szív beidegzése

Élettani körülmények között fizikai és pszichés nyugalomban a szíven egy bizonyos mértékű állandó vagustónus érvényesül. Ez azt jelenti, hogy a normális, nyugalmi, sinuscsomóból kiinduló spontán ingerképzést a n. vagus kissé lassítja. így a nyugalomban észlelhető percenkénti szívösszehúzódások számát az állandó va­gustónus „mérséklő" hatása is befolyásolja.

Tekintettel arra, hogy az AV-csomóhoz is futnak vagusrostok, ezért a vagustó­nus fokozódása a pitvar-kamrai átvezetésre is lassító hatású (hiszen a His-köteg az AV-csomóból indul ki).

Összefoglalva a n. vagus hatásait a szívműködésre:

1 A percenkénti szívösszehúzódások számát csökkenti, ez a negatív kronotrop hatás (kronosz =idő, görög).

2 A pitvar-kamrai ingerületátvezetés sebességét lassítja, ez a negatív dromotrop hatás (dromosz = vezetés, görög).

A szimpatikus idegrendszer hatása A szívet a Th 1 - 5 gerincvelői szegmentumokból kiinduló és a ggl. cervicalékban

átkapcsolódó szimpatikus rostok látják el. A rostok a plexus cardiacusban érik el a szívet, és nemcsak a teljes ingerképző és ingervezető rendszert, de a kamrai munkaizomrostokat is ellátják. A hatásmechanizmus valószínű magyarázata, hogy a szimpatikus idegrendszeri izgalom, azaz „fokozott szimpatikus tónus" esetén az idegvégződéseken felszabaduló ingerületátvívő anyag (transzmitter) a noradrenalin. Ez a szívizomsejtek ún. béta-receptoraihoz kötődik, melynek ered­ményeként változás következik be a sejtmembránban, növekszik a szívizomsejtek Na+- és Ca 2+-permeabilitása, ezáltal csökken a nyugalmi potenciál. A sejtbe történő fokozott Ca -áramlás magyarázza a kontrakciók erejének fokozódását.

A szimpatikus tónusfokozódás hatásai a szívre:

1 Nő a percenkénti szívösszehúzódások száma, pozitív kronotrop hatás. 2 Nő az ingerületvezetés sebessége az egész szívben, pozitív dromotrop hatás. 3 Fokozódik a Purkinje-rostok és a kamraizomzat ingerlékenysége, pozitív bat-

motrop hatás. 4 Nő a kontraktilitás ereje, pozitív inotrop hatás.

Mindezeken kívül a szívizomzat képes a rendszeresen, periodikusan jelent­kező fokozott megterhelésekhez más módon is alkalmazkodni. Ez az alkalmazko­dási képesség figyelhető meg a rendszeresen fizikai munkát végzőkön, illetve a sportolókon. Az egyes szívizomrostok megvastagodnak, így erejük nő, a szív tömege is megnagyobbodik (szívizomrost-hypertrophiá). Tekintettel arra, hogy az izomrostok szaporodni nem képesek, sőt a megvastagodott szívizomrostok vérel­látását ugyanannyi kapilláris biztosítja, mint a hypertrophia előtt, ezért ez a tömeg­növekedés is csak egy bizonyos határig kedvező. A fokozott megterheléshez alkalmazkodott, megnagyobbodott szívet „sportszívnek" nevezzük. A nyugalmi pulzusszám a szokottnál alacsonyabb, akár 60/min lehet (bradycardia). A fizikai terhelés idején a megnagyobbodott, erősebb izomzatú szív kisebb pulzusszám-nö­vekedéssel (mérsékelt tachycardia) tud nagyobb perctérfogatot továbbítani. A fokozatosan növekvő fizikai terheléssel kialakult „sportszív" tehát előnyös. Ha­sonló szívizom-hypertrophia alakul ki egy idő után akkor is, ha valamilyen kóros

A szív normális és kóros működése 126

tényező miatt a szívizom állandó kompenzálásra kényszerül, azaz tonogén dilatá­ció állapotában működik. Az egyes szívizomrostoknak az ideálisnál nagyobb mértékű megvastagodása azonban már káros, hiszen a kapillárisokból terheléskor már nem képes a szükséges mennyiségű oxigént és tápanyagot megkapni.

A szívizom oxigén- és energiaszükséglete

A szívizom sok oxigént használ fel működésekor. Az oxigénfogyasztást befolyá­soló tényezők:

® a szív nyugalmi O2-fogyasztása, ® a szívizom által végzett munka (volumen- vagy nyomási munka), © a szívizom összehúzódásának energetikai szintje (inotropia), © a szívműködés frekvenciája, © a szívizomrostok feszülésének mértéke, ® a szívizom kontraktilitásának pillanatnyi állapota.

Ha egy nyugalomban lévő, fekvő testhelyzetben pihenő férfi teljes O2-fogyasz-tását tekintjük 100%-nak, akkor a szív 02-fogyasztása 12%. A szívizomban anaerob anyagcsere zajlik, nagyon sok mitochondrium és O2-raktárként szolgáló mioglobin van a sejtekben. A szívizomsejtek igen nagy mennyiségű O2-t képesek felvenni a vérből, nyugalomban is az a. coronariákon érkező vér 02-tartalmának kb. 75%-át felhasználják. Ezáltal a szívet ellátó artériák és vénák között igen nagy az ún. arteriovenosus oxigéndifferencia (AVDO2). Ebből az is következik, hogy amikor a szívizomnak több oxigénre van szüksége, ezt a nyugalomban is magas O2-kihasz-nálás miatt a coronariákon átáramló nagyobb mennyiségű vérből képes fedezni.

Amennyiben a szívnek több vért kell továbbítania, úgy ez a pulzustérfogat­növekedés a szívet mérsékeltebben terheli meg, azaz a szívizom 02-igénye kevésbé növekszik, mint amikor a bal kamrának a systole idején nagyobb nyomással szemben kell a vért továbbítania. Állandóan dilatált üregű szívben is fokozott az O2-fogyasztás, és természetesen a frekvencia fokozódásakor is több O2-t használnak fel a szívizomsejtek. Mindezek alapján nyilvánvaló, hogy a szívizom energiafo­gyasztása is tekintélyes, nyugalomban a szervezet teljes energiafogyasztásának 20%-a.

Ezt az intenzív működést csak intenzív anyagcserével lehet biztosítani. A nyu­galomban lévő felnőtt szívében az energia 35%-a glükóz, 5%-a ketontestek és aminosavak, 60%-a lipidek elégetése során keletkezik. (A felhasznált lipidek fele szabad zsírsav.)

A szívizomban gyakorlatilag tökéletes aerob égés folyik, éppen ezért a szív­izomban nem keletkezik tejsav, sőt a harántcsíkolt izmok működésekor felszaba­duló és a vérárammal a szívizomsejtekhez is eljutó tejsavat képes a szívizom elégetni. Ezzel magyarázhatjuk azt a közismert tényt, hogy a szívizom „nem fárad el" és nem jöhet létre benne a tejsavfelszaporodást kísérő jellegzetes érzés, az „izomláz".

127 A szívizom oxigén- és energiaszükséglete

4-3. táblázat

A szív működését befolyásoló tényezők összefoglalása

A szív működését befolyásoló tényezőket a 4-3. táblázatban foglaltuk össze. Az utóbbi évek vizsgálatai alapján fedezték fel, hogy a keringő vérmennyiség

növekedése hatására a pitvarok falában egy peptidhormon termelődik, melyet hatásáról natriuretikus faktornak (ANF) neveztek el: valószínűleg a só- és vízháztar­tás szabályozásában van szerepe. Termelődését a nagyobb keringő vérvolumen­nek a pitvar falára gyakorolt feszítő hatása váltja ki. A hormon — pontosan még nem teljesen tisztázott mechanizmussal — a vese glomerulusaira hat, ott fokozza a fiitrációt, ily módon a Na+-ürítés fokozásához, vezet. Ezenkívül hatásos a vese juxtaglomerularis apparátusának sejtjeire, azok renintermelését mérsékli. Úgy tűnik, hogy az erek falának simaizmaira is befolyást gyakorol, mégpedig a vazo-konstriktor hatású anyagok egy részével szemben csökkenti ezen simaizmok érzé­kenységét. A mellékvesekéreg megfelelő rétegére hatva pedig az aldoszteronter-melő sejteket befolyásolja, hatására mérséklődik az aldoszterontermelés.

A szív normális és kóros működése 128

A szív betegségei

A szívműködés zavarai A szívműködést befolyásolhatják fejlődési rendellenesség következményei vagy

a szív kölönböző szerzett megbetegedései, illetve a nagy- vagy a kisvárkor bármely okból létrejött olyan elváltozásai, melyek leküzdése többletterhelést ró a szívre. Egyéb, „szíven kívüli" ok lehet pl. a hormontermelő szervek olyan jellegű beteg­sége, amelynek következményei a szív működésére is kihatnak. A szív igen széles alkalmazkodóképességének köszönhetően sok esetben a betegség gyógyulása, azaz a működési zavar megszűnése után nem marad vissza tartós károsodás.

A következőkben a legfontosabb és a leggyakrabban előforduló működési zava­rokat és azok rövid kórtani magyarázatát ismertetjük.

Ingerképzési zavarok

Az ingerképzési zavarokat csoportosíthatjuk a tünet megjelenési formája szerint.

Ritmusos szapora szívműködés, tachycardia. A normálisnál lassúbb frekvencia, bradycardia. Az egyes szívösszehúzódások (szívciklusok) nem egyenlő időközönként

követik egymást (arrhythmia). E csoportba sorolható az ún. extrasystole is, amikor a ritmusos szívműködést csak időközönként szakítja meg egy-egy idő előtti systo-le. Az extrasystole a pulzus vizsgálata során is jól észlelhető, de a kóros ingerület kiindulási helye (pitvarfal, AV-csomó, kamrafal) csak az EKG-vizsgálat alapján lehetséges. Az extrasystolék közé sorolható

~ a bigeminia jelensége, amikor minden szabályos szívkontrakciót egy ext­rasystole követ, tehát sinuscsomó eredetű systoléhoz csatlakozik;

~ trigeminia az a ritmuszavar, amikor minden normális systolét két ext­rasystole követ, vagy minden harmadik szívösszehúzódás extrasystole.

Az ingerképzési zavarokat kórtani szempontból aszerint is feloszthatjuk, hogy a szívciklust létrehozó inger az

~ anulus fibrosus fölötti területről (supraventricularis), vagy pedig ~ a kamrákból (ventricularis) indul ki.

A továbbiakban ezen felosztást követjük.

Supraventricularís ingerképzési zavarok

Sinusarrhythmia, más néven „légzési arrhythmia". Ezt az állapotot nem tartjuk kórosnak. Elsősorban fiatal- vagy nagyon idős korban észlelhető. Lényege, hogy belégzéskor szaporább, kilégzéskor kissé ritkább a szívfrekvencia. Ennek az a magyarázata, hogy kilégzéskor jobban érvényesül a sinuscsomón a vagus „féke­ző" hatása.

Sinusbradycardia. Az ingerület a sinuscsomóból indul ki, percenként 60 vagy ennél alacsonyabb frekvenciával. Sportolóknál percenként 50-60/min frekvencia

129 A szív betegségei

is lehet („sportszív"). Sinusbradycardia észlelésekor azonban célszerű szívbeteg­ség után kutatni. Kialakulhat idősebb korban is a sinuscsomó degeneratív elválto­zása miatt. A sinusbradycardia veszélye, hogy az egyes ingerületi folyamatok közötti hosszabb szünet miatt aktiválódhatnak az ingerületvezető rendszer egyéb részei is, és így több gócú (ún. heterotop) ingerképzés jöhet létre. A sinusbradycar-diának számos, szíven kívüli oka is lehet: pl. icterus kísérőjelensége, koponyaűri nyomásfokozódás mellett is észlelhető, számos gyógyszer is kiválthatja. A hor­monzavarok közül kiemeljük a pajzsmirigy normálisnál alacsonyabb szintű hor­montermelését, amelyet bradycardia kísér. Fokozott vagushatás szintén bradycar-diához vezet.

Sinustachycardia esetén a percenkénti szívösszehúzódások száma 100 fölötti. Leggyakrabban a szimpatikus tónusfokozódás és/vagy a vagustónus csökkenése okozza. A szívfrekvencia elérheti a percenkénti 150-et is. Számos betegséget kísér tachycardia (pl. lázas állapot, nagyobb mértékű vérszegénység, shock, hyperthy-reosis, szívbelhártya-gyulladás — endocarditis, szívizomgyulladás — myocardi-tis). A kóros állapotokat kísérő tachycardia nyugalomban is észlelhető, és terhelés­re erősen fokozódik. A tartós tachycardia hátránya, hogy nő a szívizom energia-és O2-felhasználása, ezzel egyidejűleg romlik a szívműködés hatásfoka, mert a szívizom által egy perc alatt elvégzett ún. hasznos munka nincs arányban az energiafelhasználással.

Pitvari extrasystoleről beszélünk akkor, amikor az extra ingerület a pitvari­zomzat valamely spontán aktiválódó részéből indul ki. Ez a tünet ritkán észlelhető. EKG-vizsgálattal a normálistól eltérő alakú P-hullám alapján ismerhető fel.

Rohamokban jelentkező (paroxysmalis) supraventricularis tachycardia ese­tében a néha órákig tartó 140/min fölötti szapora szívműködés hátterében gyakran ún. „körben forgó ingerület" (reentry) áll. Ez azt jelenti, hogy valahol a pitvar izomzatában van egy olyan szakasz, amely csak egy irányban vezeti az ingerületet, így az ingerület a pitvarban mintegy „körbe fut". Ujabb vizsgálatok szerint az ilyen betegek kb. 1/3-ában (fejlődési rendellenességként) egy ún. rendellenes pitvar-kamrai átvezető köteg van.

Pitvarlebegés (flutter). A pitvari frekvencia kb. 250-350/min. A pitvarfibril-latiótól történő megkülönböztetést indokolja, hogy itt a pitvar-kamrai ingerületát­vezetésben bizonyos rendszer észlelhető (pl. minden harmadik vagy negyedik pitvari ingerület átvezetődik a kamrákba). Számos szívbetegséget kísérhet (pl. coronariabetegségek, decompensatio, rheumás szívbetegség).

Pitvarfibrillatióról (pitvarremegés) akkor beszélünk, ha a pitvari frekvencia 400-600/min. Az ingerek nagy részét az AV-csomó nem engedi át a kamrába. Ennek következtében a kamrai összehúzódások ritmusa szabálytalan, de viszony­lag gyors: 80-170/min közötti. Számos betegség (pl. rheumás szívbetegség, hyperthyreosis) kísérőjelenségeként fordulhat elő. Mivel a kamrai ritmus teljesség­gel szabálytalan, ezért nem minden diastoléban van elegendő idő a kamra teljes telődésére. így a perifériás artériákban nem minden kamrai systolét követően jön létre pulzushullám. Más szóval, a percenkénti kamrai összehúzódások száma és a periférián észlelhető pulzusszám között különbség van. Ezt a különbséget pulzus­deficitnek nevezzük.

Kamrai eredetű (ventricularis) ingerképzési zavarok Kamrai extrasystole (korai szívizom-összehúzódás). EKG-vizsgálattal egyér­

telműen kimutatható, hogy P-hullám nem előzi meg, a QRS-komplexus formája a

A szív normális és kóros működése 130

szabályostól eltér. Aszerint, hogy a QRS-komplexus alakja az egyes extrasystolék-ban mindig egyforma vagy pedig minden kamrai extrasystole alakja különböző, megkülönböztetünk egy-, illetve több gócú kamrai extrasystolét.

Kamrai tachycardia esetében egymás után háromnál több kamrai extrasystole észlelhető. Gyakran fordul elő akut myocardialis infarctus szövődményeként.

A kamralebegés ritkábban, szintén előforduló jelenség. A kamrák összehúzó­dása gyenge, elégtelen a vér kilökött mennyisége.

Kamrafibrillatio (kamraremegés). Ez a legsúlyosabb ritmuszavar. A magas frekvenciával remegő falú kamrák nem húzódnak össze, így ez az állapot gyakor­latilag szívmegállást jelent.

Ingerületvezetési zavarok

Ingerületvezetési zavar lehet a sinuscsomó és a pitvarok között, az atrioventri-cularis csomón belül, valamint a kamrában elhelyezkedő ingerületvezető kötegek bármelyikében.

Sick sinus szindróma esetén a sinuscsomó valamely — ismeretlen eredetű — elváltozása miatt a sinuscsomóról a pitvarra történő ingerületvezetés zavart.

Atrioventricularis blokk esetén az ingerület átterjedése a pitvarról a kamrákba részben vagy teljesen gátolt. Ez a zavar lehet átmeneti, rövid ideig tartó vagy tartós, így megkülönböz­tetünk L, II. és III. fokú atrio­ventricularis vezetési zavart.

~ I. fokú AV-blokk, Minden egyes pitvari ingerület átter­jed a kamrákra, de időben megkésve. Ez az EKG-n a PQ-távolság 0,21 s-ra vagy e fölé emelkedése formájában észlelhető.

~ II. fokú AV-blokk. Csak min­den második, harmadik stb. pitvari ingerület vezetődik át a kamrákra.

~ 777. fokú AV-blokk. A pitva­rokról az ingerület egyálta­lán nem vezetődik át a kam­rákra. Ebben az esetben te­hát a pitvarok és a kamrák egymástól független rit­musban működnek. Ezért „teljes blokknak" is nevezzük. Ilyenkor a kamrai összehú­zódások száma, így a pul-4-7. ábra. Kóros EKG-görbék (b: belégzés, k: kilégzés)

131 A szív betegségei

zusszám is 40-50/min vagy még lassúbb. Fontos megjegyezni, hogy ez a kamrai ritmus fizikai megterhelésre, illetve pszichés hatásra sem változik lényegesen.

AV-blokkot a legkülönfélébb szívbetegségek kísérőjelenségeként észlelhetjük (pl. rheumás carditis, infarctus myocardii).

Intraventricularis vezetési zavarok közé tartozik a jobb és/vagy a bal Tawa-ra-szár blokkja. Mindegyiknek jellegzetes EKG-képe van (4-7. ábra).

Az ingerképzési és -vezetési zavarok legsúlyosabb szövődményei közé tartozik a syncope, mely elégtelen agyi vérkeringés miatt átmeneti öntudatvesztést jelent. Az ingerképzési, illetve -vezetési zavar miatt ugyanis előfordulhat olyan helyzet, hogy a bal kamra által rendszertelenül kilökött vérben levő oxigéntartalom kevés az agy zavartalan működéséhez.

A szívburok (pericardium) betegségei Pericarditisnek nevezzük a szívburok gyulladásos elváltozását, amely lehet

fertőzéses (vírus, baktérium, parazita), valamint nem fertőzéses eredetű, tehát steril gyulladás. Steril pericarditis jöhet létre immunbetegségek kísérő jelenségeként, vagy a gyulladásos folyamatot kémiai ingerek okozzák (pl. uraemiás betegben).

~ A gyulladást fibrinképződés, majd a fibrinnek a pericardiumra történő felrakódása követi. A betegségnek ezt a változatát száraz pericarditisnek is nevezik.

~ A szívburokgyulladás másik megjelenési formája az izzadmányképző-déssel járó pericarditis exsudatíva. Kialakulhat a fibrines formából is úgy, hogy az a betegség előrehaladása során alakul át exsudativvá. A folyadék a pericardiumzsákban szaporodik fel, így nehezíti a szív szabad mozgá­sát. A szívbe vezető nagy vénák összenyomódnak, emiatt romlik a szívbe történő vénás beáramlás. Elhúzódó pericarditis után összenövések ala­kulhatnak ki a pericardium lemezei között, valamint a pericardium külső lemeze a környező szervekkel, szövetekkel is összenőhet.

~ A gyakorlatban mindkét forma egymás mellett, egyidejűleg is előfordul. A pericardium ilyenkor egy erős, fibrines lemezt alkot a szív körül. Ez a megvastagodott lemez el is meszesedhet (leggyakrabban tbc baktérium okozta pericarditis után), ilyenkor valóságos páncélt képez a szív körül (páncélszív).

A szívet ért traumás sérülés következtében vér kerülhet a pericardium lemezei közé, ezt az állapotot haemopericardiumnak nevezzük.

A szívizom betegségei

Szívizomgyulladás (myocarditis)

Megkülönböztetünk gócos, azaz csak a szívizom egyes részeire kiterjedő, vala­mint diffúz, azaz egész szívizomzatot érintő gyulladást. A myocarditist okozhatja fertőzés, immunfolyamat, kémiai anyag stb.

A szív normális és kóros működése 132

A szívizomgyulladás leggyakoribb formája a rheumás láz kapcsán létrejövő carditis rheumatica. (A rheumás láz a Streptococcus béta-hemolitikus fertőzés késői következményeképen kialakuló szisztémás immunbetegség. Elsősorban gyermek-és ifjúkorban alakul ki.)

Cardiomyopathiák

A szívizom egyéb betegségei a cardiomyopathiák néven ismertek. Az elnevezés is sejteti, hogy e csoportba tartozó betegségek nagy részének okát pontosan nem ismerjük.

Ide sorolható például a krónikus alkoholizmus következtében létrejött szív­izomelfajulás.

A szívizom vérellátási zavarai

A korábbiakban ismertettük, hogy a szív vérellátását biztosító artériák ún. funkcionális végartériákként működnek. Amennyiben a szívizom működéséhez szükséges C2-igényt a coronariák nem tudják biztosítani, jellegzetes tünet, az ún. anginapectoris alakul ki. Leggyakoribb oka a coronariák szűkülete. Fizikai terhelés idején, a fokozott 02-igényt a szűk keresztmetszetű coronariák nem képesek kielégíteni. A betegnek hirtelen fellépő, erős mellkasi szorító, nyomó, markoló fájdalom érzése van, amely a testben számos irányba kisugározhat (angina pectoris roham). '

A rohamok közötti időszakban az EKG teljesen normális lehet. Az ilyen pana­szokkal jelentkező betegen a rohamok közötti, panaszmentes időszakban el kell végezni az ún. terheléses EKG-vizsgálatot (Az ismételten jelentkező angina pectoris szívinfarctus-megelőző állapotnak tekinthető.)

Az anginás fájdalom oka a szívizom hypoxiája. Angina pectorist okozhat a coronariák spazmusa, azaz görcsös összehúzódása is. Ez spontán stresszhatásra is bekövezkezhet.

Akut myocardialis infarctus. Ha egy artéria-, coronariaszakaszban elzáródás vagy tartós érgörcs jön létre, akkor a megfelelő szívizomrész elhal (nekrotizál). Az érelzáródás leggyakoribb oka a thrombus.

A szívizomsejtek nekrózisa következtében a széteső sejtekből számos enzim kerül a keringésbe. Típusos esetben a fájdalom megjelenésétől számított három órán belül már emelkedik a szérum-krea-tin-kináz (CK) enzim szintje. A maximális értéket 12 óra múlva éri el, és a tünetek kezdetétől számított 24 óra múlva már ismét a normális tartományban van. A nekrotizált sejtekből a keringésbe kerülnek a laktát-dehidrogenáz (LDH) enzimek bizonyos fajtái, valamint a glutaminsav-oxálecetsav-transzamináz (GOT) és a glutaminsav-piroszőlősav-transzamináz (GPT) enzimek is, ezért ezen enzimek meghatáro­zása segítheti a kórkép felismerését.

Az EKG-n jellegzetes elváltozások történnek. A különböző elvezetéseken látható eltérésekből pontosan lokalizálható a sérült szívizomrész.

A szívinfarktusok egy része tünetszegényen zajlik, és a későbbiekben már csak a maradandó EKG-elváltozások alapján lehet a korábban lezajlott folyamatra következtetni. A nekrotizált szívizomrész helyén kialakult hegszövet ugyanis nem a normális módon vezeti az ingerületet (repolarizációs zavar alakul ki).

133 A szív betegségei

Szívbillentyű-elváltozások, szívhibák (vitiumok) A gyakorlatban kétféle szívhibával találkozhatunk. Ezek:

Insufficientiának, azaz záródási elégtelenségnek nevezzük azt az állapotot, amikor a szívben valamely szájadékot az ott lévő billentyűk nem képesek tökéle­tesen zárni. Következtében az adott szívüreg systoléja idején nemcsak az élettani irányba, de visszafelé is áramlik a vér (regurgitatio).

StenosisTÓl beszélünk akkor, amikor a billentyűk részben összenőttek, így nem nyílnak ki, ezáltal a szájadékot szűkítik. Következményeként: a szűkületen keresztül az adott szívüregnek nagyobb erőkifejtéssel kell a vért kipréselnie, tehát az adott szívüreg izomfalára többletmunka hárul. Pl. a mitralis billentyű stenosisa esetén a bal pitvar izomzata számára fokozódik a megterhelés. Aortastenosisnál a bal kamrának kell nagyobb erővel dolgoznia. Ezt a többletmunkát a szív egy ideig kompenzálni képes (a már ismertetett módokon, pl. a szívizom fala megvastagszik).

Kombinált billentyűhibának azt az állapotot nevezzük, amikor egy szájadék-nál insufficientia és stenosis egyaránt fennáll.

Összefoglalva, a stenosis a szív számára nyomási terhelést, az insufficientia volumen­terhelést jelent.

A szívbillentyű-betegségek lehetnek veleszületettek és szerzettek. A felnőttkor­ban kialakult szívbillentyűhibák legnagyobb többsége korábban lezajlott rheumás szívizom- és szívbelhártya-gyulladás következménye.

Veleszületett rendellenességek

Veleszületett szívhiba az összes újszülöttek kb. 0,5-1 %-ánál észlelhető. Több mint 50 féle, az esetek többségében kombinált (összetett) szívfejlődési rendel­lenességet ismerünk.

Ilyen pl. a Fallot-tetralogia, amelyben négy jellemző elváltozás észlelhető: 1 kamrai septumdefektus, 2 pulmonalis stenosis, 3 az aorta jobbra helyeződése („lovagló aorta") és 4 jobbkamra-hypertrophia.

A pitvari septumdefektus a leggyakoribb szívfejlődési rendellenesség. Ennek egyik változata a foramen ovale persistens. A magzati életben ugyanis a sajátos keringési viszonyok miatt (lásd Magzati vérkeringés című fejezetben) a vér a foramen ovalén keresztül a jobb pitvarból a bal pitvarba jut. A megszületés után, a nyomásviszonyok megváltozása következtében a még a magzati életben kiala­kult két pitvart elválasztó membrán a pitvarok közötti nyílásra mintegy ajtószerű-en záródik, majd a későbbiekben a szövetek összenőnek. Foramen ovale persistens esetén ez a membrán a szükségesnél kisebb, ezért nem képes teljesen zárni a nyílást.

A kamrai septumdefektus leggyakrabban a kamrák közötti sövény pitvar­kamrai átmenet alatt elhelyezkedő részében észlelhető. A betegség súlyosabb formája, amikor a kamrai septum teljes egészében hiányzik, ezáltal a szív három-üregű lesz.

Az izolált szívfejlődési rendellenességek között gyakran fordul elő az aorta szűkülete (isthmus aortae stenosisa vagy coarctatio aortae), valamint a tricuspidalis

A szív normális és kóros működése 134

stenosis. Ritka jelenség a nagy artériák transzpozíciója. Ebben az esetben az aorta a jobb kamrából, a truncus pulmonalis pedig a bal kamrából ered.

A szívfejlődési rendellenességek kapcsán említjük meg a szorosan nem ide tartozó Botallo-vezeték nyitva maradását (ductus Botalli persistens), ugyanis számos szívfejlődési zavarnál csak ennek születés után is fennmaradó átjárhatósága miatt maradhat a beteg életben.

Fontos tudnunk, hogy a kisebb mérvű izolált fejlődési rendellenességek egy része gyermekkorban semmilyen panaszt nem okoz. Éppen ezért, jól fejlődő, teljesen panaszmentes gyermeknél negatív EKG esetén is fel kell figyelni a szív fölött hallható legkisebb zörejre is, amely fejlődési rendellenesség nyomára vezet­het.

A gyakorlati tapasztalat azt mutatja, hogy a szívfejlődési rendellenessség fokozottan hajlamosít a fertőzéses endocarditisre.

A szívfejlődési rendellenességek kialakulásának hátterében részben genetikai okok (pl. a 21. kromo­szóma triszómiája, Down-szindróma), másrészt az intrauterin élet 20-50. napja között a magzatot ért toxikus hatások (különféle kemikáliák), illetve anyai fertőzések (pl. rubeóla) állhatnak. A rubeolavírus nagy százalékban, bizonyítottan vezet a magzat szívfejlődési rendellenességéhez. Egyéb vírusok szere­pe (pl. influenza, mumps, hepatitis epidemica) vitatott.

A szívműködés elégtelensége A szív alkalmazkodóképességével kapcsolatban ismertettük azokat a lehetősé­

geket, amelyek igénybevételével a szív képes a fokozott terhelés követelményeinek megfelelni. Az alkalmazkodóképesség végességéről is volt szó. A szívműködés elégtelenségéről akkor beszélünk, amikor a szív nem képes a homeosztázis fenntartá­sához szükséges perctérfogatot biztosítani.

Cardialis insuf ficientia

Akut cardialis insufficientia jön létre nagyobb kiterjedésű myocardialis in-farctus következtében, amikor hirtelen romlik a szív pumpafunkciója. Ugyancsak akutan hoz létre szívműködési elégtelenséget a szívizom gyulladása (myocarditis), vagy a tüdőembolia, melynek során a hirtelenrnegnövekedett kisvérköri ellenál­lást nem képes a jobb kamra legyőzni. A heveny vesegyulladás (glomeruloneph-ritis acuta) következtében igen gyorsan kialakuló nagyvérköri nyomásfokozódás szintén akut cardialis insufficientiához vezet, ugyanis a bal kamrának nincs ideje alkalmazkodni a nagyobb vérköri ellenállás legyőzéséhez.

Krónikus cardialis insufficientiához vezet a coronariakeringés fokozatos romlása (pl. atherosclerosis), a tartósan fennálló anaemia, valamint leggyakrabban a pericardium tbc-s fertőzés okozta gyulladását követően kialakult „páncélszív". Idült alkoholistákon a tartós tiamin- (B1-vitamin-) hiány miatt bonyolult patome-chanizmussal szintén krónikus cardialis insufficientia alakulhat ki.

Cardialis decompensatio

A cardialis decompensatio fogalma a szívműködés előzetes alkalmazkodását (tonogén dilatatio, szív-izom-hypertrophia) követően fokozatosan kialakult elégtelenséget jelent. Ebben az esetben az ún. miogén dilatatio alakul ki. Az elégtelen szívműködés okai lehetnek:

135 A szív betegségei

~ Magában a szívben, ilyenkor centrális eredetű szívelégtelenségről beszélünk. Megkülönböz­tetünk veleszületett—különféle izolált vagy kombinált szívfejlődési rendellenességek — és szerzett okokat. Ez utóbbi csoportba soroljuk az ingerképzési és -vezetési zavarokat, a szerzett billentyűhibákat, az endo-, myo- és pericarditist, valamint a coronariakeringés zavarait.

~ A szíven kívül, amikor perifériás eredetű elégtelenségről van szó. Perifériás eredetű szívelég­telenséget okoz minden olyan betegség, amely a nagy vérköri perifériás ellenállást növeli (pl. nagyvérköri hypertensio, atherosclerosis) vagy pedig a kisvérköri perifériás ellenállás nö­vekedéséhez vezet (pl. számos, fibrosissal járó tüdőbetegség — pl. silicosis — vagy az alveolusok falának fokozott pusztulásával egyidejűleg a kapillárisok számának csökkené­sével is járó tüdőemphysema).

Attól függően, hogy az előzetes alkalmazkodást követően kialakuló cardialis decompensatio melyik szívfelet érinti, megkülönböztetünk balszívfél-, illetve jobb­szívfél-elégtelenséget.

Balszívfél-elégtelenséget okoznak a nagyvérkör artériás részében fokozott perifériás ellenálláshoz vezető kórfolyamatok (pl. nagyvérköri artériás hyperten­sio). A kompenzáció megszüntekor diastoléban a bal kamra „túltágul", azaz miogén dilatatio jön létre. Ilyenkor a bal kamra üregében a systole végén a szoká­sosnál nagyobb vérmennyiség marad. A diastoléban a bal pitvarból érkező teljes vérmennyiséget a kamra nem képes befogadni. Ezáltal a bal pitvarban is a szokott­nál több vér marad a pitvari systole végén. A v. pulmonalesben is fokozódik a nyomás, lumenük tágul, majd — mivel a kisvérkörből érkező vérmennyiség nem tud teljes egészében a bal pitvarba bejutni — kisvérköri pangás alakul ki. A kisvérkör területén a keringés lelassul, a nyomás emelkedik. Ennek következmé­nyeként az erekből folyadék lép ki az interstitiumba. így megnövekszik az alveo-lusfal és a kapillárisfal közötti távolság, megnehezedik a gázcsere, nehézlégzés (dyspnoe) alakul ki. Ennek leggyakoribb formája a csak fizikai megterheléskor jelentkező nehézlégzés, amelyet munkadyspnoénak nevezünk. A dekompenzáció előrehaladtával a nehézlégzés már nyugalomban is jelentkezik (nyugalmi dyspnoe). A betegség még súlyosabb fokozatát jelenti, ha a nehézlégzés már fekvő testhely­zetben is jelentkezik, ezért a beteg csak ülőhelyzetben megtámaszkodva, légzési segédizmait is igénybevéve érzi magát viszonylag jobban (orthopnoe). (A dyspnoé-ról a légzés fejezetben is szólunk.) A nehézlégzés akutan rohamokban éjszaka, mint paroxysmalis dyspnoe jelentkezik. Súlyosabb formája az ún. asthma cardiale, amely igen súlyos nehézlégzéssel járó, rohamszerűen jelentkező állapot, mind a be-, mind a kilégzés nehezített. (Fontos elkülöníteni a nem keringési eredetű asthma bron-chialés rohamtól, a teljesen különböző terápiás igények miatt.)

A kisvérköri pangás legsúlyosabb formája, amikor a kisvérkör ereiben a nyomás olyannyira fokozódik, hogy az erekből a folyadék nemcsak az interstitialis térbe, de onnan az alveolusokba is bejut. Ezt az állapotot tüdőödémának nevezzük.

A bal szívfél elégtelenségének következtében kevesebb vér jut a perifériás szer­vekhez (csökken a pulzus, illetve a percvolumen). Ennek legkorábbi tünete lehet a fokozott fáradékonyság.

Jobbszívfél-elégtelenség esetén a jobb szívfélben kialakuló billentyűhiba vagy a kisvérkör fokozott ellenállása a kiváltó ok. Pl. a tüdő krónikus betegsége, a tüdőszövet fokozatos pusztulása vezet a kisvérköri ellenállás növekedéséhez (pl. emphysema pulmonum). A kompenzációs lehetőségek kimerülése után a jobb kamra, majd a jobb pitvar miogén dilatatiója jön létre. Mivel a jobb szívfél a nagyvérkör vénás oldaláról érkező vérmennyiséget nem képes maradéktalanul továbbítani, a nagyvérkör vénás oldalán pangás jön létre. A v. cava inferiorban

A szív normális és kóros működése 136

pangó vérmennyiség miatt ebbe a nagy gyűjtőérbe vezető erekhez tartozó szervek­ben is vénás pangás alakul ki. A vv. hepaticae nehezített ürülése miatt a máj egészében megduzzad, pangásos máj jön létre. Emiatt a v. portae-ban is pang a vér, következményesen a hasüri szervekből is lassúbb a vénás kiáramlás, így ott is pangás alakul ki. Ez magyarázza a jobbszívfél-elégtelenségben szenvedő beteg emésztési-felszívódási zavarait. Súlyos esetben a lép is megnagyobbodhat. A megnövekedett vénás nyomás következményeként a hasüregben szabad folyadék (transsudatum, más néven ascites) jelenik meg.

A nagyvérkör egyéb területein is felhalmozódik a szövet közti folyadék, így a pleura lemezei közé is kerülhet transsudatum, ez elsősorban a jobb pleuraüregben szaporodik fel.

A vv. renalesben kialakult nyomásfokozódás miatt a vesékben is pangás alakul ki. Emiatt romlik a vese funkciója, és a nappali órákban csökken a vizeletelválasz­tás, azaz nappali oliguria észlelhető. Itt jegyezzük meg, hogy az ilyen beteg, amikor a szív terhelése kisebb, többször felkel vizelni, éjszakai polyuria észlelhető. Ennek az az oka, hogy éjszaka a szövet közti folyadék nagy része felszívódik, bekerül a vénás rendszerbe, a veseműködés javul, ezáltal fokozódik a vizeletkiválasztás.

A jobbszívfél-elégtelenség okozta nagyvérköri vénás pangás következtében a kapillárisok területén is nehezített az interstitialis térből a folyadéknak a vénákba történő visszaszívódása, ezért szövet közti folyadékgyülem (ödéma) alakul ki. Az ilyen cardialis eredetű ödémára jellemző, hogy a gravitációnak megfelelően helyezkedik el: fennjáró betegben az alsó végtagok területén, elsősorban a bokák környékén, míg fekvő betegben a keresztcsont tájékán halmozódik fel. Azt az állapotot, amikor a jobb szívfél terhelését a tüdő betegsége miatt kialakult kisvérköri ellenállás fokozódása okozza, cor pulmonalénak nevezzük.

A gyakorlatban természetesen gyakran fordul elő együttesen a bal-, illetve jobb szívfél elégtelensége.

5. A nedvkeringés Dr. Ling László

Az élő szervezet homeosztázisához a testnedvek állandó mozgása, a sejtekhez történő folyamatos tápanyag- és oxigénszállítás, valamint a sejtektől a különféle anyagcseretermékek elszállítása szükséges. Ebben a fejezetben a vérkeringésről, majd a nyirokkeringésről, végül pedig a liquorkeringésről lesz szó.

A vér és a nyirok keringése

A vér fizikái tulajdonságai Amint azt a vérről szóló fejezetben leírtuk, a vér részben alakos elemekből,

részben vízből, valamint a vízben oldott szerves és szervetlen anyagokból áll. A plazmavízben oldott állapotban keringő számos anyag közül kiemelkedő jelentő­ségűek a plazmafehérjék (70 g/l).

A vér viszkózus folyadék. (A folyadék viszkozitását a belsejében levő mole­kulák, atomok, ionok között működő erők — belső súrlódás — hozzák létre.) A vér viszkozitását elsősorban a vérben levő alakos elemek mennyisége, azaz döntően a vörösvértestek mennyisége (a hematokritérték) határozza meg.

Tekintettel arra, hogy a vér állandó mozgásban van, és egy sajátos „csőrend­szerben" áramlik, szükséges ismerni az áramló folyadékok fontosabb fizikai tör­vényszerűségeit. Megfelelő körülmé­nyek között a viszkózus folyadék áram­lása lamináris (5-1. ábra). Ez azt jelenti, hogy a csőben mozgó folyadék egymás­sal párhuzamosan elmozduló, vékony, koncentrikus rétegekre osztható. Ezek a rétegek egymás mellett különböző se­bességgel mozognak, éspedig úgy, hogy a cső fala mellett a folyadék legkülső, vékony rétegének sebessége elméletileg 0, míg a cső tengelyében mozgó folya­dékréteg sebessége a legnagyobb. Élet­tani körülmények között a véredény-

a véráramlás

iránya

a cső fala

5-1. ábra. Csőben áramló viszkózus folya­dék egyes részecskéinek áramlási sebessége. A folyadék leggyorsabban a cső tengelyében áram­lik. Az áramlás sebessége a csőfalához közeledve egyre kisebb

A nedvkeringés 138

rendszer artériás oldalán a vér áramlása lamináris. (Egyetlen kivétel: az aorta rövid, kezdeti szakasza, amelyben a systole maximumának igen rövid szakaszában az áramlás turbulens.)

Fizikai okok miatt a lamináris áramlás fenntartása kevesebb energiát, illetve munkát igényel, mint a turbulens áramlás biztosítása. Ha a vér viszkozitása csök­ken (pl. folyadékvesztés után), a fokozott szívfrekvencia miatt nő a vér áramlási sebessége, az artériákban az áramlás turbulenssé válik. Ez a szív számára nagyobb erőkifejtést, ezzel fokozott megterhelést jelent.

Hosszú és vékony csövekben áramló folyadékokra érvényes hidrosztatikai és áramlástani összefüggést a Hagen-Poiseuille-egyenlet írja le:

ahol V a térfogati áramlás, Pa~Pv a cső két vége közötti nyomáskülönbség, n a viszkozitás, r a cső sugara és L a cső hossza.

Az egyenlet értelmében az áramlás egyenesen arányos a cső sugarának negyedik hatványával. Ebből következik, hogy a cső átmérőjének (sugarának) kismértékű változása is igen nagy mértékben befolyásolja mind az áramlást, mind az ellenál­lást. (Ugyancsak természetes, hogy az áramlással szembeni ellenállást a folyadék viszkozitása is befolyásolja.) Az eddig leírt törvényszerűségek merev falú csövek­ben történő folyadékáramlásra érvényesek.

A vér azonban nem merev falú csövekben, hanem többé-kevésbé rugalmas falú csőrendszerben kering. Mivel a cső falát sejthártya képezi, amelyről tudjuk, hogy szemipermeábilis, nagy jelentősége van a vérplazma ún. ozmotikus nyomásának is. Ezt az ozmotikus nyomást elsősorban a vérplazma fehérjetartalma biztosítja. Mivel a sejt közötti térben a fehérjetartalom jóval kisebb, mint a vérplazmában, illetve a sejteken belül, ezért a fehérjék sok vizet képesek megkötni.

A véráramlás törvényszerűségei

A bal kamrai systole következtében kb. 70 ml vér kerül az aortába. A systole „csúcsán" az aorta kezdeti szakaszában a vér áramlási sebessége 120 cm/s. A kamra diastoléjának kezdetén egy rendkívül rövid időre a véráramlás sebessége 0-ra csökken, sőt egy pillanatra az áramlás iránya megfordul. Ez a visszafelé áramló vér „csapja be" az aortabillentyűket, ugyanis a billentyűk „zsebei" hirtelen meg­telnek vérrel, így mechanikusan zárják az aortaszájadékot. A pulzustérfogat (pél­dánkban 70 ml) által kitágított rugalmas falú aorta visszanyeri átmérőjét, ezért — a zárt aortabillentyűk miatt — a vér ismét a periféria felé áramlik. Az áramlás kinetikus energiáját az aortafalon a pulzustérfogat által létrehozott pulzushullám periféria felé terjedése biztosítja. Ha az aorta szívből kiinduló szakaszában egy szívciklus alatt folyamatosan mérjük a véráramlás sebességét, átlagosan 40 cm/s értéket kapunk.

Az áramlás a szív periodikus működése miatt tehát nem egyenletes, hanem lüktető (pulzáló)'.

A periféria felé haladva a vér az artériás rendszer elágazódásának megfelelően egyre kisebb átmérőjű erekbe kerül. A szívtől távolodva azonban az artériák összkeresztmetszete egyre nagyobb. Az aorta lumenének keresztmetszete 4,5 cm .

139 A vér és a nyirok keringése

Gregg, D. E. adatai alpján (The Physiological Basis of Medical Practíce, 8th ed. Best, C. H., Taylor, N. B. - edi-tors - William & Willkins, 1966.)

Az arteriolák szintjén az összke- 5-1- táblázat r e s z t m e t s z e t m á r 4 0 0 cm , v é g ü l Az erek átmérője a nagyvérkör fontosabb részein a nagy vérköri kapillárisok össz­keresztmetszete kb. 4500 cm (5-1. táblázat).

A véráramlás átlagsebessége a fizika törvényeinek megfelelő­en a „csőrendszer" összkereszt-metszetének növekedése miatt a kapillárisokhoz közeledve egy­re csökken. Ugyanakkor az áramlási sebesség minden érsza-kaszban — bár egyre csökkenő mértékben — pulzáló jellegű marad.

Míg az aorta kezdeti szaka­szában a véráramlás átlagsebes­sége 40 cm/s, addig az arterio-lákban már csak 1 cm/s, a nyitott kapillárisokban pedig a vér kb. 0,02 cm/s sebességgel áramlik.

A kapillárisokból a vér a vénákba kerül. A vénás rendszerben az erek egyre nagyobb átmérőjű gyűjtőerekké egyesülnek. (E szabály alól a májkapuér, azaz a v. portae és a hypothalamus-hypophysis elülső lebeny közötti ismételt visszérelága-zódás a kivétel. Ezek részletes ismertetését lásd a megfelelő fejezetekben.) Ugyan­akkor természetesen a vénák összkeresztmetszete a szív felé haladva csökken, ennek következtében a véráramlás sebessége a szív felé haladva gyorsul.

A kapillárisok után kezdődő venulákban a véráramlás sebessége kb. 0,5 cm/s, a középnagy vénákban 5 cm/s, míg a szív jobb pitvarába vezető nagy vénákban már 10 cm/s átlagsebesség mérhető (5-2. táblázat).

Amint láttuk, a nagyvérkör artériás oldalán az erek összkeresztmetszete a peri­féria felé haladva nagymértékben nő.

Ha egy nagyvérköri kapilláris átlagos hosszát 1 mm-nek tekintjük, könnyen kiszámítható, hogy a kapillárisok össztérfogata 4500 cm x 0,1 cm = 450 cm . Nyilvánvaló, hogy ha valamennyi kapilláris egyszerre nyitva lenne, akkor a kb. 4500-5000 cm teljes keringő vérmennyiség nagyon kevésnek bizonyulna a szer­vezet vérellátásához. A valóság­ban viszont a teljes keringő vér­mennyiségnek csak 5%-a (azaz, ha pl. 4500 ml teljes keringő vér­térfogatot tekintünk 100%-nak, akkor 225 ml) van egyszerre a nagyvérkör kapillárisaiban.

Ennek az élettani ténynek az a magyarázata, hogy a kapillári­soknak csak egy része van nyi­tott állapotban. Valamely szerv működési maximumának idején bonyolult szabályozási mecha­nizmus biztosítja, hogy az adott

5-2. táblázat

A véráramlás átlagsebessége a nagyvérkör főbb érsza-kaszaiban

A nedvkeringés 140

szerv vérátáramlása az arteriolák tágulá­sa és a szerv kapillárisainak nagyobb ará­nyú kinyitása révén fokozódjék. Ugyan­akkor más szervekbe a csökkent szükség­letnek megfelelően a kapillárisok nagy része átmenetileg „bezárul".

A nyugalomban levő felnőtt ember tel­jes keringő vérmennyiségének az egyes árterületekben történő eloszlását az 5-3. táblázat részletezi.

A véráramlás szabályozása A szövetek vérátáramlását részben helyi, részben általános mechanizmusok

biztosítják. Tekintettel arra, hogy a véráramlás szabályozása szorosan összefügg a vérnyomás szabályozásával, ezért a kettőt összevontan ismertetjük.

Vérnyomás Az erekben áramló vér nemcsak kitölti az erek lumenét, hanem az érfalra

bizonyos nyomást is kifejt. Ezt a nyomást vérnyomásnak nevezzük. A vér a maga­sabb nyomású helyről a kisebb nyomású hely irányába áramlik.

A szív ciklikus működése miatt a vérnyomás a bal kamrában a systolés 120 Hgmm és a diastole kezdetén mérhető 0 Hgmm érték között ingadozik. A bal kamra összehúzódásakor az aortába kilökött vér mozgási energiája (kinetikus energia) részben helyzeti (potenciális) energiává alakul át. E potenciális energiának a következménye a vérnek az ér falára kifejtett nyomása. A rugalmas falú aorta a

systole idején beáramló vér következtében körü­lirtán kitágul, majd visszanyeri eredeti átmérőjét. Ekkor, amikor ez a rugalmas lumenszűkülés be­következik, a vér potenciális energiája ismét kine­tikus, azaz mozgási energiává alakul.

A kamrai systole idején mérhető vérnyomás­értékeket systolésnak, míg a kamrai diastole ide­jén mérhető értékeket diastolésnek nevezzük. A gyakorlatban ezt a következőképpen jelöljük: RR 120/80 Hgmm. (Az RR rövidítés az indirekt vér­nyomásmérés leíróinak, Riva és Rocci nevének kezdőbetűiből ered.)

A systolés és a diastolés nyomás közötti kü­lönbség a pulzusnyomás (példánknál maradva: 120 Hgmm - 80 Hgmm= 40 Hgmm).

Az ún. középnyomás a szívciklus során fo­lyamatosan mért nyomásértékek átlaga. Ez nem pontosan a systolés és diastolés nyomásértékek számtani átlaga, mivel a szívciklus során a diasto­le a systolénél hosszabb ideig tart (lásd az arcus

Hgmm

120

100-

80-

60-

40-

20-

0,5

5-2. ábra. A vérnyomás változásai az arcus aortae-ban egy szívciklus alatt. Látható, hogy az arcus aortae-ban a nyomásemelkedés rövidebb ideig tart, mint a nyomáscsökkenés

141 A vér és a nyirok keringése

5-4. táblázat

Vérnyomás a nagyvérkör egyes érterületein fekvő testhelyzetű felnőttben (közelítő értékek)

Bal kamra (systoléban) Aorta (középnyomás) Kisartériák (középnyomás) Arteriolák kezdete (középnyomás) Arteriolák vége (középnyomás) Kapillárisok artériás kezdete Kapillárisok vénás vége Venulák Mellüregen kívüli vénák Jobb pitvar

120 Hgmm 93 Hgmm 70 Hgmm 70 Hgmm 30 Hgmm 30 Hgmm 20 Hgmm 15 Hgmm 5,5 Hgmm 3-10 vizem

aortae-ban mért nyomásértékeket az 5-2. ábrán). Az aortában és az elasztikus nagyartériákban a közép­nyomás kb. 93 Hgmm.

A vérnyomás a közepes méretű artériákban alig csökken, mivel ezeknek az ereknek a keringéssel szembeni ellenállása csekély mér­tékű. Meredek nyomásesés ta­pasztalható azonban a kisartériák és arteriolák területén. A kisartéri-ákban mérhető középnyomás kb. 70 Hgmm, míg az arteriolák kezde­tétől az arteriolák végéig a közép­nyomás kb. 30-35 Hgmm-re csökken. A kisartériák és az artériák ugyanis az áramló vérrel szemben nagy ellenállást jelentenek, gyakorlatilag ezek határozzák meg az ún. perifériás ellenállást. Természetesen a pulzusnyomás is jelentősen csökken ezen a területen: az arteriolák végén ez az érték kb. 5 Hgmm. Valamely szerv pillanatnyi perifériás ellenállása attól függ, hogy a benne levő kisartériák, illetve arteriolák szűkült vagy tágult állapotban vannak-e. A kapillárisok artériás végén a középnyomás 30 Hgmm, míg a vénás végén kb. 20 Hgmm körül ingadozik.

A vénás rendszer kezdetén, a venulákban a nyo­más tovább csökken kb. 15 Hgmm-es középér­tékre. A tágulékony falú vénákban a vérnyomás a szív felé haladva tovább mérséklődik. A mell­üregen kívüli nagy gyűjtőerekben 5,5 Hgmm, a jobb pitvarban már csak 3-10 vizem (5-4. táblá­zat), amely belégzéskor tovább csökken. Az ar­tériás, illetve vénás szakaszokra megadott érté­kek fekvő testhelyzetű emberre vonatkoznak. Álló testhelyzetben ugyanis a gravitációs erő az erekben áramló vérre is érvényesül. Termé­szetes, hogy álló testhelyzetben a szív feletti erekben a nyomás alacsonyabb, míg a szív szintje alatti erekben a nyomás magasabb. Nor­mális vérsűrűség mellett a gravitáció hatására a szív szintjétől felfelé a nyomás centiméteren­ként 0,77 Hgmm-rel csökken, míg lefelé haladva ugyanennyivel növekszik.

A nagyvérkör különböző érszakaszainak összkeresztmetszete, a véráramlás sebessége és a vérnyomás közötti összefüggéseket az 5-3. ábra foglaja össze.

5-3. ábra. A nagyvérkör különböző érszakaszainak össz­keresztmetszete, a véráramlás sebessége és a vérnyomás közötti összefüggés Gimong, W. F. almija alapján módosítva (Rewiew ofMedical Physiology, © 1987. by Appleton and Lán­gé A Publishing Division ofPrentice Hall)

A nedvkeringés 142

A vérnyomás mérése

Az artériás vérnyomást a gyakorlatban indirekt (vértelen) módszerrel mérjük a Kiva és Rocci által szerkesztett készülék és a Korotkov-féle hallgatódzás segítségével. A vizsgált egyén karjára felfújható mandzsettát csatolunk. A mandzsettát egy pumpával olyan mértékben fújjuk fel, hogy a kar lágyszö­veteinek közvetítésével az a. brachialist a felkarcsonthoz préseljük, ezáltal benne a véráramlás megszű­nik. Ezután a levegőt fokozatosan kiengedjük a mandzsettából, vagyis csökkentjük a nyomást, miköz­ben a fonendoszkóppal az azonos oldali könyökartéria fölött hallgatódzunk. Abban a pillanatban, amikor az összeszorított a. brachialisban a nyomás éppen legyőzi a mandzsettában uralkodó nyomást, a vér a szív systoléja idején ismét áramlik az a. brachialisba. Tekintettel arra, hogy a mandzsetta által még mindig erősen összeszűkített lumenű érszakaszból érkezik a normális tágasságú érszakaszba, itt turbulencia keletkezik, amelyet hangjelenség kísér. Ez a hang a fonendoszkóppal jól hallható. (Az ekkor mért nyomásértéket a készülékről leolvassuk. Ez a systolés vérnyomás.) A mandzsettában a nyomást tovább csökkentve a szív systoléjakor létrejövő hangjelenség mindaddig periodikusan észlelhető, amíg a vér még a mandzsetta által szűkített keresztmetszeten áramlik keresztül: Amikor a mandzsettában a nyomás egyenlő a diastolés vérnyomás értékével, a turbulencia (és a következményes hangjelenség) megszűnik, ugyanis a mandzsetta már nem szűkíti az ér lumenét. Ezt az értéket is leolvassuk.

A vérnyomást szabályozó mechanizmusok

Helyi mechanizmusok Az egyes szövetekben és szervekben létrejövő változások (pl. pihenő vagy

maximális működés állapota) hatására az adott szöveteket ellátó erek tágassága változik. Az artériák összehúzódását vasoconstrictiónak, kitágulását vasodilatati-ónak nevezzük.

Általános mechanizmusok Elsősorban a vérplazmában keringő vazoaktív anyagok hatásai, illetve a köz­

ponti idegrendszer működése tartoznak ebbe a mechanizmusba. A vérplazmában keringő vazoaktív anyagok lehetnek értágító és -szűkítő

hatásúak: >

Értágítók: ~ bradikinin — az ún. kininek közé tartozó, 9 aminosavból álló anyag a

vérplazmában keletkezik, hatására az érfal simaizomelemei ellazulnak (ebből a szempontból a hisztamin hatásához hasonlít);

~ pitvari nátriuretikus faktor — amint már a szívműködésről szóló fejezetben ismertettük, ez a hormon csökkenti az érfal simaizomsejtjeinek az érösszehúzó hatású anyagokkal szembeni érzékenységét.

Érszűkítők: ~ vazopresszin (antidiuretikus hormon, ADH) — a hypothalamusban terme­

lődő hormon a hypophysis hátsó lebenyéből kerül a keringésbe; ~ noradrenalin — a központi idegrendszerben és a szimpatikus posztgang-

lionáris idegvégződésekben keletkezik, s mivel minden érterületen talál­hatók olyan receptorok, melyekhez képes kapcsolódni, így általános ér­szűkületet okoz;

~ adrenalin — a mellékvesében és a központi idegrendszerben keletkezik, s a receptorok különbözősége miatt a máj és a vázizomzat ereiben értágu-latot, a többi érterületen érszűkületet okoz;

~ angiotenzin-ll— a szervezetben az angiotenzin-I-ből keletkezik (lásd még a vese működése), általános érszűkítő hatású oktapeptid.

143 A vér és a nyirok keringése

Idegiszabályozás. A kapillárisok és a venulák kivételével minden érhez (tehát a vénákhoz is) futnak szimpatikus idegrendszerhez tartozó vazomotorrostok. Hatá­suk az erek falában levő simaizomelemeken érvényesül. A legdúsabb idegellátott­ság az artériák és az arteriolák falán található.

A központi idegrendszerben — számos egyéb életfontosságú működést szabályozó központtal együtt — a nyúltvelő formatio reticularisában találjuk a vérnyomás emeléséért (presszor) és csökkentéséért (depresszor) felelős területeket, amelyeket közösen vazomotorközpontnak nevezünk. Ez a vérnyomás megfelelő szinten tartá­sáért felelős. Aktivitása során a vegetatív idegrendszer működése által az érfalak simaizomtónusa növekszik vagy csökken. A vérnyomásemelő (presszor) központ­nak állandó aktivitása van. Ezt az aktivitást, számos tényező mellett, a vérnyomást csökkentő központ aktivitása módosítja.

A vér keringése a kapillárisokban

A kapillárisok működésésnek megértéséhez anatómiai felépítésük alapos isme­rete szükséges. A megértést segíti az 5-4. ábra.

Az artériás rendszer kapillárisok előtti végső szakaszát arteríolának, míg a vénás rendszer kapillárisok utáni kezdő érszakaszát venuldnak nevezzük. Az arteriolák

metarteriola

prekapilláris sphincter nyitott állapotban

arteriola

venula

nyirokkapilláris

arteriovenosus kapilláris

5-4. ábra. A kapilláriskeringés és a nyirokkapilláris eredése. Az AV-shuntből nem ágaznak el kapillári­sok, a shunt artériából nyíló része a simaizomsphincter fokozott tónusa miatt élettani körülmények között több­nyire zárt állapotban van. A metarteriola és az ún. arteriovenosus kapilláris egy érszakaszt képez. A metarterio-laszakasz falában van simaizom, ebből a szakaszból nyílnak a kapillárisok. A kapillárisok eredésénél a metarteri­ola falában simaizomsphincter van. Amennyiben ez ellazult állapotban van, akkor az innen kiinduló kapilláris­

ba beáramlik a vér. Zárt sphincterű kapillárisban nincs keringés. Az arteriovenosus kapillárisszakasz falában nincs simaizom, ebbe a szakaszba nyílnak oldalról a valódi kapillárisok, melyeknek falát egyrétegű endothel al­kotja. A nyirokkapilláris a sejtek közötti térben kezdődik. Az egyes érszakaszokban a nyilak a véráramlás irá­

nyát jelölik. Az ábra jobb oldalán látható nyíl a nyirokáramlás irányát mutatja

A nedvkeringés 144

simaizomfalához számos szimpatikus ideg fut, míg a venulák falában levő csekély számú simaizomelemnek nincs vegetatív beidegzése. A mikroszkopikus méretű arteriola és a venula között két közvetlen érkapcsolat van:

~ Az egyikben mindig van valamilyen mértékű keringés, ezt a kanyargós érszakaszt anatómiai és működési sajátsága alapján metarteriolának, en­nek folytatását pedig arteriovenosus kapillárisnak nevezzük. (A metarteri-ola és az arteriovenosus kapilláris tehát egyazon érszakasz egymás foly­tatását képező része).

~ A másik, arteriola és venula közötti közvetlen érösszeköttetés, melyben csak bizonyos esetekben van keringés, az arteriovenosus shunt.

A metarteriolák arteriolákból leágazó, egyenként kb. 50-100 um átmérőjű erek. Az arteriolákból történő kiindulásukkor még simaizomréteg veszi körül az éren-dothelt. Ez a simaizomréteg fokozatosan elvékonyodik. Ebből a simaizomréteggel körülvett szakaszból nyílnak a valódi kapillárisok. A metarteriolából való kiindulá­suknál lumenüket kissé megvastagodott simaizomréteg veszi körül, amely zárói­zomként (sphyncter) működik. A valódi kapillárisok közül csak azokban van keringés, amelyek kiindulásánál a leírt sphyncter nyitott állapotban van. Egy szervben attól függően van több vagy kevesebb valódi kapilláris nyitott állapotban, hogy a szerv működése mennyi oxigént és tápanyagot szállító vért igényel. A szerv nyugalmi állapotában a valódi kapillárisoknak csak egy részében van vérkeringés.

Az arteriovenosus kapilláris érszakaszban bizonyos mértékű véráramlás mindig van. Részben a metarteriolából, részben az arteriovenosus kapillárisba nyíló valódi kapillárisokból. A valódi kapillárisoknak az arteriovenosus kapillárisokba történő benyílása körül természetesen nincs záróizom, hiszen az arteriovenosus kapilláris is csak egyetlen endothelrétegű csőnek felel meg. Az arteriovenosus kapillárisból a vér a venulába áramlik. Mindezek alapján nyilvánvaló, hogyan lehetséges, hogy a szervezetben a kapillárisoknak csak egy részéban van egyidejűleg keringés.

Az arteriolák és a venulák közötti másik érkapcsolat az ún. arteriovenosus shunt. Ennek az érnek a falszerkezetét az endothelrétege az ér teljes hosszában körülvevő simaizomréteg és ennek bőséges vegetatív (szimpatikus) beidegzése jellemzi. A shunt arteriolás szakaszának lumenében ún. intimapárna van. Normális simaizom­tónus mellett az érfal lumene rásimul erre az intimamegvastagodásra, ezért a lumen zárt, benne nincs vérkeringés. Amennyiben a shunt izomfala ellazul, úgy lumenébe az arteriola felől beáramlik a vér. A shuntből semmilyen érelágazás nincs, így a vér az arteriolából közvetlenül a venulába jut, elkerüli a kapillárisokat.

Anyagtranszport a kapillárisokban

A kapillárisfalon keresztül az anyagtranszport diffúzióval, ill. filtrációval történhet.

Diffúzió útján a gázok és a zsíroldékony anyagok (lipidek) jutnak át az érfalon. Az áramlás iránya a nyomásviszonyoknak megfelelően a lumenből az interstitialis térbe vagy megfordítva történik. A diffúzióval történő anyagtranszport igen gyors. A víz és a vízben oldott anyagok nem képesek az endothelsejten keresztül haladni, diffúziójuk csak a kapillárisfalat alkotó endothelsejtek közötti sejtkapcsolódások­nál (ún. junctio) lehetséges.

Fiitráció (szűrés) a hidrodinamikai törvények alapján történik. A kapillárisfal ugyanis szemipermeábilis hártya, amely a nagy molekulájú anyagokat (pl. fehér-

145 A vér és a nyirok keringése

jék) nem engedi át. A normális vérplazma kolloidozmotikus nyomása a kapilláris vérben kb. 25 Hgmm. Ugyanakkor a nagyvérkör legtöbb területén az interstitialis folyadék ozmotikus nyomása csak 3-4 Hgmm. Ezért, meg a vérnyomás filtráló hatása következményeként az áramlás a falon át a vérből kifelé történik.

A szövet közti folyadék és a nyirokkeringés A kapillárisok működésénél leírtuk, hogy az effektív filtrációs nyomás és a

reabszorbciós nyomás közötti különbség miatt a kapillárisok artériás szakaszán a szövet közti térbe került folyadék nem képes maradéktalanul a vénás szárba visszaszívódni. A szövet közti térben a fehérjetartalom a vérplazmához képest alacsonyabb.

A szövet közti résekben kesztyűujjszerűen kezdődnek az egyrétegű endothel-sejtfallal, illetve az azt körülvevő bazális membránnal határolt nyirokkapillárisok. Ezek endothelsejtjei könnyen átengedik a nagy molekulákat is, így a fehérjéket, sőt a sejtes vagy — kóros esetben — a korpuszkuláris elemeket is (pl. a tüdő nyirokér-kapillárisaiba bejutó koromszemcsék, vagy fertőzés kapcsán a nyirokérbe bejutó baktériumok). A nyirokkapillárisokban a periféria felől a centrum felé nyíló billen­tyűk segítik a centrum felé történő egyirányú áramlást. A nyirokkapillárisok nyi­rokerekké, majd egyre nagyobb nyirokértörzsekké egyesülnek, kiterjedt hálózatot alkotnak. A nyirokerek a nyirokcsomókba torkollnak, amelyeknek részben szűrő­funkciójuk van, másrészt a szervezet immunvédekezéséhez szükséges lymphocy-ták egy része bennük képződik. A nyirokcsomókból a nyirokerek továbbhaladva akár több nyirokcsomóval is kapcsolatba kerülnek, majd a nagy nyirokértörzsekbe szedődnek össze. A jobb testfél felső negyedéből összeszedődő nyirok a ductus lymphaticus dexteren keresztül a jobb oldali v. jugularis és v. subclavia egyesülésénél kialakult szögletbe torkollik. A test háromnegyed részében termelődött nyirok pedig a ductus thoracicuson át a bal oldali v. jugularis és v. subclavia alkotta szögletbe ömlik. A nyirokfolyadék végül tehát visszakerül a vérkeringésbe.

Külön meg kell említenünk a nyirokerek speciális szerepét a tápcsatornában, ahol a bélbolyhok tengelyében kezdődő nyirokerekbe szívódnak fel a zsírok, amelyek így lassabban, elhózódó időben jutnak a vénás vérbe. A nyirokerekben a nyirok (lympha) egyirányú áramlását részben a környező szövetek mozgása követ­keztében létrejövő kompresszió (egy irányba nyíló billentyűk miatt), részben a nagyobb nyirokerek endotheljét körülvevő simaizomelemek spontán ritmikus kontrakciója biztosítja. Döntő azonban az „izompumpa" szerepe, amely a haránt­csíkolt izomzat működésekor jön létre. Naponta az egész szervezetben kb. 2 liter nyirok termelődik, vezetődik el a vénákba.

A központi idegrendszerben nincsenek nyirokerek, az ott termelődő szövet közti folyadékról a következőkben szólunk.

A liquor A liquor plazma-ultrafiltrátum, valamint speciális sejtek szekrétumának keveréke.

Felerészben az ún. plexus chorioideusok termelik, felerészben pedig az agyi erek körül és az agykamrák mentén filtrálódik. Az oldalkamrákból a foramen intervent-riculare Monroin, a III. agykamrán, majd az aqueductus cerebrin keresztül jut a IV.

A nedvkeringés 146

agy kamrába. A IV. agykamra nyílásain át kikerül subarachnoidalis résekbe, ahon­nan a gerinccsatornában a gerincvelő hátsó felszíne mögött lefelé áramlik, majd a ligamentum denticulatum résein kerül a gerincvelő' előtti subarachnoidealis résbe, ahonnan már felfelé áramlik, eljut az agytörzs bazális felszínén a középagy magas­ságába, majd innen az agy konvex felszínére. Látjuk tehát, hogy a liquor a suba­rachnoidealis tér minden részébe eljut, állandó, lassú mozgásban van. Végül az ún. granulationes subarachnoidealesen keresztül szívódik fel a vénás rendszerbe.

A liquor cerebrospinalis teljes mennyisége kb. 8 óránként újratermelődik. A liquor funkcionális jelentősége:

1 Mivel az egész agyat körülveszi, ezért Archimédesz törvénye alapján az agy „úszó testként" viselkedik és a koponyaüregben lévő felhajtóerő következtében a kb. 1350 g tömegű agy csak kb. 50 g súllyal nehezedik a koponyaalapra. Ez azért is jelentős, mert az arachnoidea és a pia mater között feszülő kötőszöveti kapcsolatok (trabeculák) így a normális élettevékenység során fellépő gyorsu­lások mellett is helyben tudják tartani az agyvelőt.

2 Tekintettel arra, hogy az agy belseje (az agy kamrák) és az agy körüli folyadéktér a leírt közvetlen, szoros kapcsolatban van egymással, ezért minden, a koponyát ért kisebb trauma következtében létrejövő lökéshullám egyenletesen terjed szét a folyadékban, ami mechanikusan védi az agyszövetet.

3 Részt vesz az agy állandó hőmérsékletének biztosításában, hűti vagy fűti az agyat.

4 A központi idegrendszerben az ún. vér-agy gát (lásd az idegrendszerről szóló fejezetet) miatt speciális filtrációs viszonyok vannak. Itt csak annyit jegyzünk meg, hogy az agyi extracelluláris folyadék összetétele lényegében véve azonos a liquor cerebrospinalis összetételével.

Magzati vérkeringés Az embrionális fejlődés során a 4. héttől kezdve mutatható ki a szívműködés. A

magzati keringés kb. a 8-12. magzati hét időszakában alakul ki. Tekintettel arra, hogy a magzat a fejlődéséhez szükséges oxigént és tápanyagokat a placentán keresztül megkapja, a magzati keringés és szöveti vérellátás a megszületés után kialakuló állapottól nagymértékben eltér. A placenta magzati felszínén felfrissült vér a v. umbilicalison (köldökvéna) érkezik a magzat testébe. A v. umbilicalis két ágra válik. Az egyik ág a v. portae-ba ömlik, így a placentában arterializálódott vér nagy része először a májba kerül. A másik ág a máj felszínén futó ductus venosus (Aurantii)-on keresztül közvetlenül v. cava inferiorba jut (5-5. ábra). A v. cava inferior a jobb pitvarba ömlésekor tehát három féle oxigenizáltságú vért tartalmaz:

1 a magzat alsó testfeléből eredő vénás vért, 2 a venae hepaticae-n keresztül érkezett vért, 3 a ductus venosuson keresztül érkezett vért.

A véráramlás speciális viszonyai miatt a v. cava inferiorból a jobb pitvarba áramló, kevert vénás vér a foramen ovalén keresztül a bal pitvarba jut. A bal pitvarban egyébként is kicsi a vérnyomás, hiszen a tüdők nem funkcionálnak, a tüdőkeringés minimális. A tüdővénákon keresztül a bal pitvarba igen kevés vér érkezik. A-bal pitvarból a vér — ugyanúgy mint a megszületés után — termé­szetesen a bal kamrába, majd onnan az aortába jut. A v. cava superioron keresztül

147 A vér és a nyirok keringése

vv. hepaticae

v. cava inf. 5~5. ábra. Magzatban a v. umbilicali-son keresztül érkező, oxigénben dús vér útja a v. cava inferiorba. A nyilak a véráramlás irányát jelzik

ductus venosus Aurantii v. umbilicalis

a felső testfélből a jobb pitvarba áramló szén-dioxidban dús vér az áramlási viszonyok miatt túl­nyomórészt a jobb kamrába jut (5-6. ábra).

Ismeretes, hogy a magzatban a tüdőszövet nem működik, en­nek következtében a kisvérkör igen nagy keringési ellenállást jelent. A jobb kamrából a trun-cus pulmonalisba áramló vér ezért a kisebb ellenállás irányá­ba, az a. pulmonalist az aortával összekötő ductus arteriosus Bo-tallin keresztül az aortába áram­

lik, ahol hozzákeveredik az oxigénben dúsabb vérhez. A ductus arteriosus Botalli az arcus aortae-ba leszálló ágának magasságában nyílik. Ezen anatómiai tény alapján nyilvánvaló, hogy a bal kamrából az aortába jutó relatíve O2-ben legdúsabb vér a coronariákba és a fej, valamint a felső végtagok artériájába jut. A többi testrész, illeve szerv az O2-ben kevésbé dús vért j p kapja.

A leírtak alapján tehát a magzatban gyakorlatilag mind­két kamra a nagy­vérkör vérellátását biztosítja. A magzati szervek kellő O2-el-

v. cava sup

v. cava inf

5-6. ábra. Magzati szív­ben a v. cava superior-ból és a v. cava inferior-ból érkező vér fő áram­lási iránya. Az ábrán a truncus pulmonalis és az aorta nincs jelölve (jk: jobb kamra, bk: bal kamra, jp: jobb pitvar, bp: bal pitvar)'

vv. hepaticae

ductus venosu Aranlii

„valvula" foraminis ovalis

A nedvkeringés 148

látását és így megfelelő fejlődését számos élettani tényező biztosítja (pl. a speciális felépítésű vörös vérsejtek, bennük a foetalis hemoglobin).

A magzat testéből a vér az a. iliacae internae-ból kiinduló arteriae umbilicalesen keresztül jut a köldökzsinórba, majd a placenta magzati felszínére, ahol megtörté­nik a gázcsere.

A magzat megszületésekor összehúzódó méh rontja a placentakeringést. A méh erei szűkülnek, megkezdődik a placenta leválása. Romlik a magzat oxigenizációja, aminek következtében a magzat vérében emelkedik a pCO 2. Ismert, hogy a pCO2

emelkedése a nyúltvelőben lévő belégzőközpont legfontosabb ingere. Ugyanakkor a magzat külvilágra kerülésekor a bőrét érő, relatíve hideg levegő a bőrben levő receptorokat ingerületbe hozza, ezek pedig reflexes úton szintén a belégzőközpont működését serkentik. Mindezek következtében az újszülött első légvétele megtör­ténik. (Az első légvételről a légzésről szóló fejezetben még szó lesz.)

A tüdőalveolusok levegővel való telődése következtében az alveolusok falán futó kapillárishálózat, ill. a kisvérkör ereiben a keringéssel szembeni ellenállás a méhen belüli élethez viszonyítottan nagymértékben lecsökken. Ezért a vér a ductus arteriosus Botalli helyett az a. pulmonalisokból a jóval kiseb ellenállást jelentő kisvérköri artériákba jut. Mivel így a kisvérkör hirtelen sokkal nagyobb mennyisé­gű vért kap, mint korábban, a magzatihoz képest sokkal több vér áramlik a bal pitvarba. így ez utóbbi területen megemelkedik a vérnyomás, minek következmé­nye, hogy a két szívpitvar közötti foramen ovalét a bal pitvar felé nyitva tartó „ajtószárnyszerűen" elhelyezkedő membrana foraminis ovális a szó szoros értel­mében rácsapódik a pitvarok közötti nyílásra. Ezzel teljes mértékben elkülönül egymástól a két pitvar keringése, és létrejött a kis- és nagyvérkör. (Megjegyezzük, hogy a foramen ovale mechanikai záródása után az említett billentyűszerű memb­ránnak a pitvarfalhoz történő teljes szervülése, hozzánövése nem azonnal követ­kezik be.) A ductus arteriosus Botalli a tüdők levegővel történő megtelésekor az erek elmozdulása miatt részben meg is csavarodik, ill. néhány nap alatt hegesedik.

A vér- és nyirokkeringés zavarai

A vérkeringés zavarai Helyi keringési zavarok. Az arteriolák simaizomzatának összehúzódása vagy

elzáródása következtében egyes területeken a vér áramlása lelassul, pangás vagy stasis alakul ki. A vazomotorhatások is hozzájárulhatnak kialakulásához. Hosz-szabb fennállása esetén a lelassult vérben alvadási folyamat indul el, és micro-thrombusok keletkeznek. Ezek kisebb ereket elzárnak, s az ér által ellátott területen oxigénhiány alakul ki, majd a környezetben lévő sejtek elhalnak. A vénás pangás a kapillárisokból a véreifolyás akadályozottsága miatt alakul ki. Amennyiben a vénás visszafolyás a szív irányában gátolt, úgy a kapillárisok területén a keringés lelassul vagy akár meg is áll. A meglassult vénás áramlás következtében a pangó vér nyomása az érfalra megemelkedik, a szövet közti térből nem tud elegendő folyadék a vénás szakaszba visszaszívódni. így a szövet közti folyadékmennyiség felszaporodik, elvezetését a nyirokerek nem képesek biztosítani, ödéma alakul ki.

149 A vér- és nyirokkeringés zavarai

A helyi vérátáramlás fokozódását hyperaemiának nevezzük. Létrejöhet élettani körülmények között, pl. szimpatikus hatásra a harántcsíkolt izmokban vagy a bőr ereiben (pl. arckipirulás emóció következtében), vagy hisztamin hatására.

A körülírt területre vonatkozó csökkent vértartalom az ischaemia. Oka lehet fokozott vazomotoraktivitás.

Thrombosisról beszélünk akkor, amikor a vér az érpályán belül körülírt helyen megalvad. Az így kialakult vérrög (thrombus) az érfalhoz tapad és elzárja a véráramlás útját (lásd még a véralvadás mechanizmusáról szóló fejezetrészt). Bármely érszakaszban alakult is ki a thrombosis, mindig fennáll annak a veszélye, hogy egy darab a thrombusból leszakadhat és a vérárammal tovasodródva egy kisebb érbe jut és annak lumenét elzárja. Ezt a folyamatot embolizációnak, a tova­sodródott vérrögöt pedig embolusnak nevezzük. Az emboliát képező vérrög leg­többször a tüdőben és az agyban elakad. Emboliát nemcsak vérrög okozhat, hanem a zsíros csontvelőből törés vagy műtét alatt elszabaduló és a vérkeringésbe jutó zsír (zsírembolia), valamint a vérben elnyelt gázok hirtelen felszabadulása miatt képző­dő légbuborék (légembolia) is.

Vérzések. Vérzésről beszélünk akkor, amikor a vér az erekből a szövet közti résekbe vagy a testüregekbe, vagy a testfelszínre kerül. A vérzés formái: érfahérülés miatt vagy érfahérülés nélkül (diapedesís) kerülnek ki a vér alkotóelemei az érpályá-ból. A vérzés elhelyezkedése szerint lehet:

~ haematoma, bármely szervben vagy szövetben létrejött körülírt vérgyü-lem;

~ suffusio, a szövetek éles határral nem rendelkező, véres átivódása (véralá-futás);

~ petechia, kicsi pontszerű vérzés; ~ purpura, számos kicsi vérzés a bőrben vagy a nyálkahártyák alatt; ~ apoplexia, roncsoló agyvérzés; ~ epistaxis, az orrnyálkahártya ereiből származó vérzés; haemoptoe, vérköpés

(származhat a tüdőkből, a légutakból és a gége, ill. garat területéről); ~ haematemesis, vérhányás, a lenyelt vér (szájüregi vérzés, garatvérzés vagy

a gyomor, ill. a duedenum nyálkahártyájának vérzése miatt) a szájon keresztül ürül ki a szervezetből;

~ melena, az emésztett vér ürítése a széklettel; haemothorax, a mellüregbe került vérgyülem; haemoperitoneum, a hasüregbe került vérömleny; haem-arthros, az ízületi résekbe és az ízületi tokba került vérzés.

Az erek betegségei Arteriosclerosis az artériás rendszer legfontosabb és egyik leggyakoribb

megbetegedése. Szövődményei miatt a leggyakoribb halálok egyike. Az elváltozás lényege, hogy gócos elváltozások alakulnak ki az intimarétegben. Az elváltozás lassan jön létre. A legkorábbi érelváltozások sokszor már fiatalkorban megfigyel­hetők. Az érfalban lipidek, glikoproteinekből álló megvastagodások képződnek. Ezeket atheroscleroticus plakkoknak nevezzük. Ezekben idővel fibrin, majd trig-liceridek, foszfolipidek halmozódnak fel. A plakkokban valódi elmeszesedés is létrejöhet. Az ér belsejének simasága megszűnik, érdessé, egyenetlenné válik, thrombus képződhet benne. Az érfal elveszíti rugalmasságát és törékennyé válik.

A nedvkeringés 150

Az elváltozásokat számos körülmény segíti (pl. a vérplazma tartósan magas ko­leszterinszintje, vagy bizonyos lipoproteinek — LDL, low density lipoprotein, vagy HDL, high density lipoprotein — alacsony koncentrációja a vérplazmában.

Az artériák gyulladásos betegségei lehetnek bakteriális vagy vírusos eredetű­ek, ugyanakkor az immunreakciók részeként mint steril gyulladások jelennek meg. Az infekciós eredetű gyulladás esetében a folyamat többnyire a környező szöve­tekből terjed az érfalra. Az ér lumenéből kiinduló folyamat az endarteritis, a kívülről kezdődő pedig a periarteritis. A gyulladásos folyamat szerencsés esetben nyom nélkül gyógyul, szövődmény esetén azonban thrombusképződést indíthat el.

A vérnyomás zavarai

Hypertensio (magas vérnyomás)

Hypertensióról beszélünk, ha a vérnyomás tartósan a normális érték fölött van. Mivel általában fokozatosan alakul ki, hosszú ideig észrevétlen maradhat.

Az artériás hypertensio lehet

~ elsődleges (primer) vagy esszenciális, amelynek kóreredete általában nem ismert. A magas vérnyomás ilyen esetben nemcsak tünet, hanem maga a betegség. Kialakulásának lehetséges okai: a szimpatikus idegrendszer hi-peraktivitása, ennek kapcsán a renin-angiotenzin működésének fokozó­dása, a vesében a nátriumürítés zavara vagy a sejtek Na+-K+-pumpa működésének zavara.

~ A másodlagos (szekunder) hypertensio eseteiben a magas vérnyomás csak tünet, amelynek okát meg kell keresni, és lehetőleg az okot kezelni.

Vese eredetű hypertensio, amint a neve is mutatja, a veseerek (arteriolák) szűkülete miatt jön létre. Az a. renalis veleszületett vagy arterioscleroticus szűkü­lete, vagy allergiás érgyulladás következménye. A vese vérellátási zavara a már említett renin-angiotenzin rendszer aktivitása miatt vezet magas vérnyomáshoz. A nephrosis egyik fontos kísérője a hypertensio.

Endokrin eredetű magas vérnyomás kialakulhat a mellékvesekéreg daganata következtében (primer hyperaldosteronismus). A vesében Na -visszatartást okoz, ami a keringő vértérfogat növekedéséhez és a vérnyomás emelkedéséséhez vezet. Cushing-kór esetén a mellékvesekéreg glukokortikoid hormonjainak termelése fo­kozott. Ezek növelik a folyadékbeáramlást az érrendszerbe és fokozzák a katecho-laminok (noradrenalin, adrenalin) hatásait az erekre, így vezetnek vérnyomás­emelkedéshez.

Phaeochromocytoma a mellékvese katecholaminokat termelő velőállományában kialakuló daganat. Ezen hormonok nagy mennyiségű megjelenése a keringésben rohamokban jelentkező magas vérnyomást eredményez. A pajzsmirigy fokozott működése (hyperthyreosis) szintén hypertensiót válthat ki.

Neurogén (idegi) eredetű hypertensiók leírását az idegrendszerről szóló feje­zetrészben adjuk közre.

A fent említetteken kívül jóindulatú (benignus) és rosszindulatú (malignus) hyper­tensiót különböztetünk meg a magas vérnyomás okozta elváltozások súlyossága és következményei alapján.

151 A vér- és nyirokkeringés zavarai

Hypotensio (alacsony vérnyomás)

Az életkornak, nemnek és alkati sajátosságoknak megfelelő normális artériás vérnyomás alatti értéket alacsony vérnyomásnak, hypotensiónak nevezzük. Az ala­csony vérnyomás oka lehet alkati, örökletes tényező, ha normális perctérfogattal és normális tartományba eső pulzusszámmal jár együtt. Sportolóknál a rendszeres edzés hatására is kialakulhat. Átmeneti hypotensio jöhet létre a vegetatív idegrend­szer egyensúlyának bármely okból kialakuló zavara következtében. Ilyenkor az artériák-arteriolák szimpatikus tónusának csökkenése miatt az artériás vérnyomás is csökken.

A vérnyomásesés következtében az agyhoz sem jut elegendő oxigén. A hypoxiára legérzékenyebbek a látókéreg sejtjei. Ezért a legelső tünet a szemkáprá-zás, amit szédülés, gyengeségérzés, végül akár eszméletvesztés is követhet. A folyamat rövid idő alatt játszódik le. E tünetegyüttest, amelyet a vegetatív ideg­rendszer működésének átmeneti egyensúlyzavara okoz, ájulásnak (collapsus) ne­vezzük. Eekvő testhelyzetben ez az állapot rövid időn belül spontán rendeződhet.

A vénás keringés zavarai A vénákban a véráramlás zavara alapvetően két tényezőre vezethető vissza:

1 a véna lumenének átjárhatósága csökken vagy megszűnik, 2 a végtagi vénák billentyűinek működése elégtelen.

A véna lumenét elzárhatja a belsejében képződő thrombus vagy a véna környe­zetéből kiinduló nyomás (pl. daganat). Tekintettel arra, hogy az ember felegyene­sedett testtartású, a gravitáció következtében az alsó végtagjainak vénáiban — a fekvő testhelyzethez képest — jóval nagyobb belső nyomás alakul ki. Ennek alapján érthető, hogy a leggyakoribbak az alsó végtagokban kialakult vénás kerin­gési zavarok.

Az alsó végtag felületes vénáinak kanyarulatos lefutású, zsákszerű kiöblösö-désekkel (varixokkal) járó tágulatát varicositas crusrisnak nevezzük. Amennyiben a háttérben egyéb keringési zavar nincs, akkor elsődleges (primer) varicositasról beszélünk. A primer varicositas cruris fokozatosan alakul ki. Az okok között az érfal veleszületett, gyengébb szerkezetét („kötőszöveti gyengeség"), illetve az „izompumpa" nem kielégítő működését (álló munka: pincérek, fodrászok, sebé­szek stb.) tételezik fel. A vénatágulat akkor okoz panaszt, amikor már olyan mérvű, hogy a benne levő billentyűk zárófunkciója elégtelenné válik, így egész napi állás­járás után, a vénában uralkodó nagy nyomás miatt a boka körül ödéma alakul ki.

Szekunder varicositas crurisról beszélünk, amikor az alsó végtag felületes vénáinak tágulata másodlagosan alakul ki. Ebben az esetben az elsődleges ok a mélyvénák elzáródása (leggyakrabban thrombosis miatt). Ilyenkor a vér az izmok között futó ún. összekötő vénákon keresztül a felületes vénákba áramlik, kitágítja azokat.

A mélyvéna elzáródása miatt létrejött nagyfokú nyomásfokozódás miatt az összekötő vénákban levő billentyűk már nem funkcionálnak. A lábszárvénákban létrejöhet az érfal gyulladása, amely a felületes vénák thromboticus elzáródásához vezethet. A folyamatot thrombophlebitissuperficialisnak nevezzük, amely a lábszár­vénákon kívül a kismedencei vénákban is előfordul.

A nedvkeringés 152

A mélyvénák thrombophlebitise súlyosabb kórfolyamat. A mélyvénákban kialakult thrombusból leszakadt darab tüdőemboliát okozhat.

A már ismertetett szekunder varicositas cruris következménye lehet az ún. postthromboticus szindró­ma. Ennek oka a vénás keringés tartós zavara, amely miatt a kapillárisokban is növekszik a nyomás, az állandóan képződő szövet közti folyadékot a nyirokerek nem képesek maradéktalanul elvezetni. így a szövet közti folyadék „szervül", felszaporodnak a kötőszöveti elemek. A sejtek — főként a bőr rétege­iben — nem kapnak elegendő oxigént és tápanyagot, ezért elhalnak. A lábszáron létrejött körülírt szövethiány az ulcus cruris.

A szervezet egyéb területein előforduló vénás keringési zavarok közül ki kell emelni a v. portae thrombosisát Ennek kialakulásakor a hasűri zsigerek felől a vér nem képes a májon keresztül áramlani. A v. portae thrombosisa általában lassan alakul ki, ezért a lassan növekedő portalis vénás nyomás miatt az anatómiailag meglévő v. portae és v. cava inferior közötti anasztomózisok kitágulnak. Ennek eredményeként a cardia-nyelőcső tájékon a kitágult visszerek a nyálkahártyát bedomborítják a lumen felé. A tágult vénákban már csekély nyomásfokozódás érfalrepedést okozhat, ami életveszélyes vérzés forrása lehet. A portocavalis érösszekötések tágulata egyéb helyen is létrejön, így a duodenum mögött a retroperitoneumban, a hasfalbőr alatt futó felületes vénáiban, ill. a rectum alsó részén a nyálkahártya alatti vénákban is.

Shock-szindróma A shock elnevezés egy jól meghatározott, az idő előrehaladásával egyre súlyos­

bodó tünetegyüttest jelent, amelyet ezért szindrómának nevezünk. Bármely ok is vezet a tünetegyüttes kialakulásához, az elégtelen szöveti vérellátottság miatt a szervezet legtöbb területén sejthypoxia, majd a sejtek necrosisa alakul ki. A shock-szindróma létrejöttekor spontán javulásra nem számíthatunk, mindenképpen sür­gős beavatkozás szükséges.

Patofiziológiai szempontból a shockot négy fő csoportba sorolhatjuk. Eszerint megkülönböztetünk hypovolaemiás, cardiovascularis, vasodilatatiós és septicotoxicus shockot.

Hypovolaemiás shock a keringő vérmennyiség hirtelen, nagymértékű csökkenése következtében jön létre.

A keringő vérvolumen csökkenésének számos oka lehet, így: - vérvesztés (aortaruptura belső, daganatos vérzés stb.), ~ trauma (a vérvesztés mellett a fájdalom következtében aktivizálódó me­

chanizmusok is fontos kóroki tényezők), ~ plazmavesztés (égési sérülések), ~ folyadék- és elektrolitvesztés (dehydratio, exiccosis csecsemőkorban a

szükséges folyadékpótlás hiánya miatt; erős, tartós hányás, hasmenés, pl. cholera; ileus, azaz bélelzáródás, amikor is a folyadékvesztés a bél lume­nébe történik; peritonitis, mely során a folyadékvesztés a peritoneumba, ill. az ilyenkor mindig kialakuló paralyticus ileus miatt a bél lumenébe történik).

Cardiovascularis shock akkor alakul ki, amikor az aortán keresztül nem jut a nagyerekbe elegendő mennyiségű vér. Okai:

~ a szív pumpafunkciójának elégtelensége, amely myocardialis infarctus vagy hirtelen létrejött súlyos arrhythmiák esetén akutan alakul ki;

~ a vérkeringés mechanikus akadályozottsága, melyet kiválthat: tüdő-, zsír-, légembolia, pericardiumtamponád, feszülő pneumothorax, medias-tinumáttolódás, nagyérmegtöretés. A bal kamra telődési elégtelensége a shock kiváltó oka.

153 A vér- és nyirokkeringés zavarai

A vasodilatatiós shock akkor alakul ki, ha hirtelen nagymértékű általános értágulat jön létre az egész szervezetben, aminek következtében a beteg „elvérzik a saját ereibe", azaz téraránytalanság jön létre a keringő vértérfogat és az érpálya kapacitása között. Okai:

~ toxikus anyagok károsítják az értónust szabályozó központot; ~ anaphylaxia, azaz extrém mértékű allergiás reakció esetében a hirtelen

létrejött nagyfokú hisztaminfelszabadulás váltja ki az értágulatot; ~ spinalis shockban a gerincvelő hirtelen kialakult működési zavara miatt

megszűnik a szimpatikus tónus, ami általános értágulatot okoz, legfőbb­képpen a splanchnicus érterületen (nagy befogadóképességű árterület).

Septicotoxicus shockról akkor beszélünk, ha a tünetegyüttest a szervezetet elárasztó Gram-negatív baktériumok endotoxinja váltja ki.

A shockállapot főbb patofiziológiai történései

A keringő vérmennyiség gyorsan létrejövő, nagymértékű csökkenése, azaz a hypovolaemia következtében a szervezetben lévő (korábban részletesen ismerte­tett) baro-, ozmo- és volumenreceptorok ingerületbe kerülnek. Ennek eredménye­ként a szabályozó rendszer központjai (nyúltvelő, hypothalamus, hypophysis) értesülnek a keringő vérvolumen csökkenéséről. Aktiválják a kompenzációs me­chanizmusokat, általános szimpatikus izgalom (pontosabban a szimpatikus ideg­rendszer maximális aktiválódása) következik be, amely a következő működési változásokban nyilvánul meg:

~ a szívműködés frekvenciája, a szívizom ingerérzékenysége, a szívizom­kontrakciók ereje egyaránt fokozódik, gyorsul a vezetési sebesség, mind­ezek eredményeként nő a perctérfogat;

~ a tüdőben a bronchusok és bronchiolusok simaizomzata ellazul, a percen­kénti légzésszám nő (tachypnoe, hyperventillátio);

~ a bőrben, a harántcsíkolt izomzatban, a splanchnicus területen, valamint a vese artériáiban, arterioláiban vasoconstrictio jön létre, ezért ezeknek a szerveknek a vérátáramlása nagymértékben romlik.

A coronariákban és az agyi erekben nincs változás. A felsoroltak alapján Világos, hogy shock állapotában a keringő vérmennyiség átcsoportosítása (redisztribúciója) jön létre, amelynek eredményeként a szív és az agy jó vérellátása hosszabb ideig biztosított — a többi szerv keringésének kárára.

~ A mellékvesevelőből adrenalin és noradrenalin kerül a vérbe. Ezek szin­tén fokozzák a keringő vérmennyiség átcsoportosításának lehetőségét.

~ A hypophysis fokozott hormonürítése miatt nő a vérplazmában az ADH-(vazopresszin-) szint, mely hormon is a keringő vérmennyiség növelését hivatott elősegíteni. Az ADH-nak a vese distalis kanyarulatos csatornáira való hatása azonban csak a shock legelső fázisában számottevő, ugyanis később a vese ereinek nagymértékű spasmusa miatt nem jut el a hormon a célsejtekig.

~ Az ACTH hatására a mellékvesekéreg is aktivizálódik, a vérkeringésbe aldoszteront, glukokortikoidokat ürít. Ezek is hozzájárulnak—legalábbis a shock első szakaszában — a Na -nak a vesében történő visszaszívásával a volumenmegőrzését megkísérlő szervezeti reakciókhoz.

A nedvkeringés 154

~ Emelkedik a vérben a glukagon mennyisége is. Ez és a kortizol is hozzá­járul a vércukorszint emeléséhez, az adranalin ez irányú hatásával együtt.

Az előbbiek szerint — az agy és a szív kivételével — tehát minden szervben arteriolaszűkület van. Ennek következtében átmenetileg gyorsul a kapillárisokban a véráramlás és a vénás elfolyás. Ennek az lesz a következménye, hogy a valódi kapillárisokban a hidrosztatikai nyomás csökkenni fog. Emiatt az interstitialis térből a fehérjementes folyadék a kapillárisok lumenébe áramlik. Kezdetben ez a folyamat szintén a keringő vérvolumen növekedését segíti, ugyanakkor a keringő volumen fenntartása érdeké­ben a szövet közti térből az erekbe került folyadék logikusan folyadékhiányt eredményez a sejtek között. A fizikai törvények érvényesülése miatt a sejtekből folyadék áramlik az interstitialis térbe, azaz a folyamat a sejtek folyadékvesztéséből eredő működészavarához vezet.

A vérkeringés biztosítása érdekében megnyílnak az ún. arteriovenosus shuntök,ezáltal a vér átjut ugyan az arteriolákból a venulákba, azonban ez anélkül történik meg, hogy feladatát, a sejtek oxigénnel, tápanyaggal történő ellátását, illetve az anyagcseretermékek elszállítását elvégezte volna. így a shunt-keringés a sejtek szempontjából teljességgel hiábavaló keringés.

Mivel a keringő vérmennyiség eleve kevesebb, ezért a shuntök megnyílását követően még kevesebb vér jut az arteriolákba. Tehát itt a vér áramlása lelassul, sőt a kapillárisok területén pangás alakul ki. A sejtek hypoxiája fokozódik. A sejtek megpróbálnak oxigénhiányban is tovább élni, ezért beindulnak az anaerob anyagcserefolyamatok. Ennek során viszont jóval kevesebb energia képződik, ugyanakkor savanyú vegyhatású anyagcseretermékek keletkeznek, a pH savas irányba tolódik el. Ez ugyan — mint helyi önszabályozó mechanizmus — nyitja a metarteriolából a kapillárisok eredésénél levő sphinctere-ket, azonban hiába, mert a metarteriolában már gyakorlatilag csak pangó vér van, alig van keringés. A sejtekből további folyadék, sőt membránjuk károsodása miatt már fehérje is kerül a sejtközi térbe.

A sejtek működészavara gyakorlatilag az egész szervezetben egyre fokozódik, így már nem reagálnak az arteriolák sem, azaz simaizmaik ellazulnak, ezáltal lumenük kitágult, faluk nekrotizál, a keringés megáll. Mindezek alapján látjuk, hogy a szervezet kompenzációs mechanizmusainak aktiválása a keringés fenntartá­sának érdekében történik. Ezek a mechanizmusok azonban sejtek-szövetek-szervek, és így az egész szervezet pusztulásához vezethetnek. A legtovább marad kielégítő az agyszövet és a szív vérellátása. Ezért a shockos beteg tudata sokáig tiszta.

A patofiziológiai történések ismeretében világosak a shock-szindróma klinikai tünetei: kezdeti, néhány percig tartó vérnyomásemelkedés után a vérnyomás esése, nagyfokú tachycardia, a pulzus könnyen elnyomható, a bőr sápadt, hideg veríték­kel fedett, a körmök halványak, cianotikusak, az arc beesett, az óránkénti vizelet mennyisége 30 ml alatt van, a vér pH-ja savas irányban tolódik el. Különösen fontos a vizeletürítés folyamatos regisztrálása, ugyanis a kezelés hatásosságát elsőként a vizeletelválasztás fokozódása jelzi.

A shock-szindróma ismerete azért is nagy jelentőségű, mert a kiváltó ok meg­szüntetése mellett, azelőtt vagy azzal egyidőben magát az ismertetett kóros folya­matot kell megállítani (shocktalanítás).

A nyirokkeringés zavarai A nyirokkeringés jellegzetessége, hogy regionális, szemben a vérkeringéssel,

amelynek középpontjában a szív (centrum) áll. A regionális nyirokkeringés jelen­tősége abban van, hogy a nyirok egy-egy testrészből, felső végtag, alsó végtag, fej-nyak, zsigerek stb. külön-külön szedődik össze. Ezért az egyes testrészekben előforduló gyulladás (pl. gennyes foggyökér, körömágy-gyulladás) a megfelelő testrész nyirokcsomóinak fájdalmas megnagyobbodását okozza, amíg az érintet­len testrészek nyirokcsomói normálisak maradnak. A nyirok a regionális nyirok-csomóban filtrálódik, odaszállítódnak az elhalt fehérvérsejtek maradványai. Sok esetben a nyirokcsomók fájdalmas megnagyobbodása jelzi a kórfolyamat helyét.

155 A vér- és nyirokkeringés zavarai

A nyirokutak és a nyirokcsomók gyulladásos elváltozása (lymphangitis és lymphadenitis). Az elváltozás bakteriális fertőződés vagy a környezetből átterjedő gyulladás eredménye lehet. A nyirokérfal körül kialakuló gyulladásos reakció később a nyirokér elzáródását okozza. A bőrben előforduló nyirokérgyulladást leggyakrabban Streptococcus okozza, majd következményesen a regionális nyirok­csomók gyulladása jön létre. Ez utóbbi olyan mérvű lehet, hogy a nyirokcsomóban gennyes beolvadás, tályogképződés keletkezhet.

A lép vagy a tonsillák gyulladásos megbetegedése gyakran előfordu Lymphoedema (nyirokpangás). A nyirokpangás leggyakrabban végtagokban alakul ki. Lényege, hogy a nyirok nem tud a törzs nyirokereibe, ill. a nagy nyiro­kerekbe jutni. Ennek oka lehet nyirokérgyulladás vagy trauma miatt bekövetkezett nyirokérelzáródás, nyirokcsomó-gyulladás. Ebben az esetben a nyirokerek fágul-nak, megrepednek. Az állandóan termelődő szövet közti folyadék nem tud elve­zetődni, ödéma jön létre, amely következményes kötőszövet-felszaporodáshoz (fib-rosis) vezet. Az érintett végtag extrém mértékben megduzzad, kemény (az alsó végtagon előforduló formája az elephantiasis).

Egy-egy nyirokcsomó eltávolítása terápiás vagy diagnosztikai célból nem vezet lymphoedemához, mivel az igen bőséges kollaterális-rendszer a folyadék elveze­tésére alkalmas. A regionális (pl. hónalji) nyirokcsomók eltávolítása (pl. emlőda­ganat miatt) nyirokpangást okozhat.

A nyirokkeringés regionális volta nagy jeletőségű az egyes rosszindulatú daganatok áttéteinek terjedésében. A test valamely részében létrejött rosszindulatú daganat (pl. rák) egy idő múlva a rossz vérellátás miatt szétesik, sejtjei a nyirokkeringésbe kerülnek, majd onnan a nagy vérkörbe, ami által távol az eredeti keletkezési helyétől újabb daganatkolóniákat (áttéteket, metasztázisokat) képezhetnek. Ezt ismerve daganat gyanúja esetén mindig meg kell vizsgálni a regionális nyirokcsomókat is. A rosszin­dulatú daganatok műtéti eltávolítása esetén, ha erre az anatómiai viszonyok lehetőséget biztosítanak, a regionális nyirokcsomókat is el kell távolítani (pl. az emlő eltávolításával a hónalji nyirokcsomókat is). Ha ez nem lehetséges, akkor a nyirokcsomókat ionizáló sugárzással vagy más módon kell kezelni.

A nyirokrendszer saját szöveti állományából is kiindulhatnak rosszindulatú daganatok. Ilyen pl. a mediastinumban lévő nyirokcsomók daganata a lymphogra-nulomatosis (Hodgkin-kór). A lymphosarcoma képződése sem tartozik a ritka kórké­pek közé. A leukaemiákról, mint a nyirokrendszer rosszindulatú daganatáról, a hematológiai fejezetben már volt szó.