Blodet

Blodet är det medium som står för själva transporten i cirkulationssystemet. Blodet är en rinnande röd vätska och består av en blandning av celler och plasma. Plasman består i sin tur av vatten, elektrolyter (lösta salter), proteiner och till viss del också lipider (fetter).

Blodets beståndsdelar och funktioner

Plasma

Ungefär 55 % av blodet består av plasma. Om man separerar blodcellerna från plasman i blodet har plasman en lätt gulaktig färg. Plasman består till 90 % av vatten. Vattnet är viktigt för att hålla blodet flytande. Ju större andel plasma som blodet innehåller, desto mer flytande är det. Man säger att ett ämne har hög viskositet om det är trögflytande, medan en vätska som är lättflytande har låg viskositet. Skulle blodet bara bestå av blodcellerna skulle det ha en alldeles för hög viskositet. Om man lider av blodbrist (anemi, oftast brist på röda blodceller i blodet) – så att andelen plasma ökar – minskar viskositeten i blodet. Lyssnar man på hjärtat hos en individ med blodbrist kan man ibland höra ett speciellt ljud som kommer av att det lättflytande blodet ger en större turbulens då det skjuts ut från hjärtat.

Förutom att plasman gör blodet lättflytande har plasman flera andra funktioner. Många av de ämnen som blodet transporterar – såsom hormoner och näringsämnen – transporteras i blodet bundna till de proteiner som är en del av plasman. En stor del av proteinerna i plasman (plasmaproteinerna), har bland annat som uppgift att binda sig till ämnen och transportera dem.  Detta gör att en större mängd av ämnet kan transporteras, att ämnet elimineras från cirkulationen långsammare och att exempelvis fettlösliga ämnen blir mer vattenlösliga. Läs mer om dessa funktioner nedan.

En annan uppgift hos en specifik typ av plasmaprotein – immunoglobulinerna (antikropparna) – är att identifiera och binda till främmande ämnen så att immunförsvaret kan göra sig av med dem. En annan kategori av plasmaproteiner är de som medverkar till att blodet koagulerar, då ett kärl skadas. Mekanismen som svarar för att blodet koagulerar och hindrar läckage av blod från blodbanan kallas ofta för hemostas. Plasmaproteinerna som är involverade i hemostasen kallas för koagulationsfaktorer och en av de viktigaste heter fibrinogen.

Eftersom att det finns väldigt många olika typer av plasmaproteiner med väldigt olika funktioner är det svårt att konstatera att plasmaproteinerna har en enda gemensam funktion. Funktionen beror på proteintypen. Trots detta kan man säga att en av de mer viktiga funktionerna finns hos det mest talrika av alla plasmaproteiner, albumin. Albumin har som främsta funktion att balansera kroppens plasmaosmolalitet. Vad betyder då det? Jo, osmolalitet (ibland även osmolaritet som är samma sak men i en annan enhet) är kort sagt koncentrationen lösta partiklar i en vätska. Ju högre plasmaosmolalitet som råder, desto mer lösta partiklar (såsom joner, glukos och proteiner) finns i blodet. Ju högre osmolalitet blodet har, desto mer vill vattnet i blodet stanna kvar i cirkulationen, istället för att rymma ut i vävnaderna från kapillärerna. Förklaringen till detta fenomen förklaras av principen om diffusion (läs mer här). Hur kommer då plasmaproteinerna in i bilden? Jo, plasmaproteinerna (framför allt en typ som heter albumin) spelar den viktigaste rollen för att behålla vattnet i blodet. Albumin är ett litet plasmaprotein med negativ laddning och som tack vare laddningen lätt binder natriumjoner (Na+). På så sätt stannar en stor andel natriumjoner i blodet. Albuminet och natriumet bidrar mycket starkt till att höja blodets osmolalitet. Mängden albumin i blodplasman reglerar därför salt-/vattenbalansen mellan blodet och kroppens vävnader. Albumin har också flera andra funktioner. En av dessa är transport av ämnen, som beskrivet ovan.

Varför kan en större andel av ett ämne transporteras då det binds till proteiner?
Orsaken till att ett en större mängd av ett ämne kan transporteras då proteiner binder till ämnet har att göra med diffusionsprincipen. Läs här om vad diffusionsprincipen går ut på.

Hur kan ett ämne skyddas från att elimineras då det är proteinbundet?
Inom biologin, liksom andra naturvetenskaper, används begreppet halveringstid för att beskriva hur snabbt ett ämne i kroppen degraderas (bryts ner). Ett ämnes halveringstid i kroppen beror hur stor andel som är bunden till plasmaproteiner. När ett ämne – exempelvis ett läkemedel – är bundet till ett plasmaprotein stannar det längre tid i cirkulationen. Detta beror dels på att ett ämne som inte är obundet och fritt skyddas från exempelvis nedbrytande enzymer. Till stor del beror detta också på att de organ som renar blodet – framför allt njurarna och levern – i mindre grad kan eliminera ämnen som är bundna till proteiner. Farmakologin (läran om läkemedels påverkan) studerar bland mycket annat hur olika läkemedel hanteras av kroppen – hur, var och i vilken omfattning läkemedel elimineras från kroppen.

Hur kan lipider, som är fettlösliga, göras vattenlösliga av plasmaproteiner?
Fettlösliga ämnen, såsom triacylglyceroler (vanligt fett) och kolesterol (typ av fett), transporteras i blodet i komplex som kallas för lipoproteiner. Dessa ser strukturellt ut som stora bollar där de mest fettlösliga delarna ligger längst in i bollens mitt. Ytterst finns ofta lipider som är så kallat amfifila, vilket betyder att de består av både en polär (vattenlöslig) och en opolär (icke vattenlöslig) del. Den polära delen är riktad utåt. Allra ytterst finns ofta ett komplex av proteiner som kallas för apolipoproteiner. Dessa stabiliserar lipidpartikelns struktur, ökar vattenlösligheten, får olika celler i kroppen att känna igen lipoproteinet och kan även ha andra funktioner.

Blodcellerna

Blodcellerna, eller blodkropparna som de också kallas, utgör ungefär 45 % av blodet. Det finns tre typer av blodceller:

•  Erytrocyter (röda blodceller)
•  Leukocyter (vita blodceller)
•  Trombocyter (blodplättar)

Låt oss gå igenom uppbyggnad och funktion hos var och en av dessa celltyper.

Erytrocyter (röda blodceller)

Över 99 % av alla blodceller utgörs av röda blodceller, erytrocyter. Mäter man andelen blodceller i blodet kan man därför se det som att man mäter andelen erytrocyter.

Erytrocyterna är just röda till färgen och ser ut som bikonkava diskar (se figur). Bikonkav betyder att den på båda sidor är konkav, det vill säga buktar inåt i mitten. En cells form beror på cytoskelettet. Cytoskelettet är ett nätverk av proteinfibrer i cellen som fungerar ungefär som de tältstänger som håller uppe formen hos ett tält.  Denna bikonkava form ger erytrocyten en stor yta i förhållande till sin volym, om man jämför med sfäriska (runda) celler. På så sätt ökar ytan för ämnesutbytet i kapillärerna.

En erytrocyt har en diameter på cirka 7 mikrometer (µm, 10^-6 m) och en tjocklek på cirka 2 µm. De mindre kapillärerna i kroppen har emellertid en diameter som är mindre än 7 µm. För att erytrocyterna ska kunna passera dessa små kapillärer är de till sin struktur väldigt formbara och flexibla. Tältstängerna är liksom ganska böjbara. När erytrocyten kommer till en mindre kapillär trycks den samman och pressas genom kapillären. Detta medför också fördelar för utbytet av ämnen i kapillärerna. Genom att cellen är lika stor som eller större än kapillären kommer erytrocytens cellmembran väldigt nära kapillärväggen (endotelcellerna).  Detta medför att gasutbytet mellan cellen och vävnaden underlättas.

Till skillnad från nästan alla andra celler i kroppen saknar de röda blodcellerna en cellkärna. Cellkärnan är den stora organell i en cell som bär på den genetiska informationen (DNA) där ritningarna för alla proteiner finns lagrade. Sent i den process som bildar erytrocyter, erytropoesen, utsöndrar de sina egna cellkärnor. Erytrocyten blir därför utan kärna, vilket medför att den inte kan bygga nya cellkomponenter om dessa går sönder. Erytrocyterna saknar inte bara cellkärna utan också majoriteten av alla andra organeller som normalt finns i en cell. Istället för cellkärna, mitokondrier, ribosomer, endoplasmatiskt retikulum och andra organeller är den röda blodcellen proppfull med hemoglobin. Hemoglobinet bildades innan erytrocyten utsöndrade sin egen cellkärna. Därför fanns ritningen till hur hemoglobin byggs i cellen då hemoglobinet producerades. Läs mer om hemoglobin här.

Genom att erytrocyten saknar mitokondier, organeller centrala för cellens ämnesomsättning och plats för syreförbrukningen, förbrukar inte erytrocyter det syre som de har till uppgift att transportera. Istället använder sig erytrocyter av ett enklare, men mindre effektivt, sätt att förbränna energirika föreningar. Denna metabola förbränningsprocesskallas glykolysen och använder glukos (en sockerart) för att utvinna lättillgänglig energi.    

Med tiden slits erytrocyterna ut. Eftersom de inte har en cellkärna, och därför inte kan producera nya cellkomponenter, dör de efter ungefär 120 dagar i blodet. Erytropoesen är den process där stamceller ger upphov till erytrocyter. Denna, precis som andra blodcellsbildande processer, sker i benmärgen.

Figur 6. En erytrocyt.

Leukocyter (vita blodceller)

Leukocyter kallas just för vita blodceller därför att de saknar färgpigment till skillnad från den stora kategorin blodceller, erytrocyterna (som har hemoglobin). De vita blodcellerna ingår i kroppens immunförsvar och har som uppgift att skydda kroppen mot infektioner och andra typer av skador.  Bara < 1 % av blodcellerna består av leukocyter. En vanlig diagnostisk metod inom sjukvården är att mäta andelen leukocyter i blodet, eftersom dessa ökar i antal vid olika inflammationstillstånd.

Leukocyterna är en heterogen grupp celler, vilket betyder att celltypen egentligen är en blandning av olika celltyper med gemensamma funktioner. Fem stycken typer av vita blodceller finns:

• Neutrofiler
• Lymfocyter
• Monocyter
• Eosinofiler
• Basofiler

Dessa fyller alla olika funktioner för kroppens försvar.

Trombocyter (blodplättar)

Blodplättar är snarare fragment av celler än faktiska celler. Trombocyterna bildas från stora celler i benmärgen. Dessa sticker ut delar av sig själv mellan endotelcellerna i de kapillärer som försörjer benmärgen. Från dessa utstickare knoppas sedan delar av dessa förstadieceller av. På så sätt bildas trombocyter.

Trombocyterna utgör en mycket liten del av blodet, men fyller en viktig funktion för cirkulationssystemets integritet. Blodplättarna styr nämligen hemostasen, den process som får blodet att aggregera (klumpa ihop sig) och koagulera då ett kärl har gått sönder. I trombocyterna finns små vesikler (små blåsor) som är fulla av substanser som då de frisätts bidrar till hemostasprocesserna.  Trombocyterna frisätter dessa blåsor då de aktiveras. Aktiveringen sker genom att ämnen som bara finns närvarande då ett kärl har gått sönder binder till strukturer, receptorer, på trombocyternas yta. 

Utöver att frisätta sina vesikler bildar trombocyter nätverk med varandra då de aktiveras. Detta gör att ett hål i en kärlvägg kan täckas över. På så sätt stannar blodet i cirkulationen, vilket är av största vikt för cirkulationsystemets funktion. Trombocytens främsta funktion är således att förhindra blödning.