گفتار 3
خون
ساختار، اجزا و وظایف خون
ساختار و اجزای خون
خون، یکی از انواع بافت‌های پیوندی بدن است که به‌صورت یک‌طرفه درون رگ‌های خونی جریان می‌یابد. این بافت از دو بخش اصلی تشکیل شده است:
خوناب (پلاسما): بخش مایع خون که زمینه‌ای برای شناور بودن گویچه‌ها فراهم می‌آورد.
بخش یاخته‌ای: شامل گویچه‌های قرمز، گویچه‌های سفید و گرده‌ها (پلاکت‌ها) است.
تفکیک اجزای خون
زمانی که نمونه‌ای از خون گریزانه (سانتریفیوژ) می‌شود، اجزای آن از یکدیگر جدا می‌شوند. این جداسازی امکان بررسی نسبت حجمی هر بخش را فراهم می‌کند. در شرایط عادی، خون یک انسان بالغ معمولاً شامل حدود ۵۵ درصد خوناب و ۴۵ درصد بخش یاخته‌ای است.
شکل ۱۶ این جداسازی را به‌صورت تصویری نمایش می‌دهد.
شکل 16 - بخش‌های خون پس از گریزانه
وظایف اصلی خون در بدن
خون نقش‌های متعددی در بدن ایفا می‌کند که از جمله آن‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
انتقال مواد: از جمله اکسیژن، مواد غذایی، دی‌اکسید کربن، هورمون‌ها و ترکیبات دیگر.
ایجاد ارتباط شیمیایی بین یاخته‌های بدن برای هماهنگی فعالیت‌ها.
تنظیم دمای بدن و یکسان‌سازی دما در نواحی مختلف بدن.
نقش در ایمنی بدن به واسطه داشتن یاخته‌های خونی سفید.
جلوگیری از هدر رفتن خون در هنگام خون‌ریزی از طریق عوامل انعقادی.
ترکیب شیمیایی خوناب
خوناب یا پلاسما که بیش از ۹۰٪ آن را آب تشکیل می‌دهد، حاوی انواع مواد محلول است که هرکدام در فعالیت‌های بدن نقش دارند. پروتئین‌های خوناب نقش‌های گوناگونی دارند از جمله حفظ فشار اسمزی خون، انتقال مواد، تنظیم ph، انعقاد خون و ایمنی بدن. این مواد شامل موارد زیر هستند:
پروتئین‌ها:
آلبومین: حفظ فشار اسمزی خون و انتقال برخی داروها مانند پنی‌سیلین.
فیبرینوژن: نقش در انعقاد خون.
گلوبولین‌ها: عملکرد در ایمنی بدن و مبارزه با عوامل بیماری‌زا.
سایر مواد: مواد مغذی، یون‌ها و مواد دفعی؛ به‌ویژه یون‌های سدیم و پتاسیم که برای عملکرد یاخته‌ها اهمیت زیادی دارند.
بخش یاخته‌ای خون
بخش یاخته‌ای خون سه جزء دارد:
1. گویچه‌های قرمز:
وظیفه‌ی انتقال گازهای تنفسی را بر عهده دارند.
2. گویچه‌های سفید:
نقش دفاع در برابر عوامل بیماری‌زا را ایفا می‌کنند.
3. گرده‌ها (پلاکت‌ها):
در جلوگیری از خون‌ریزی در صورت آسیب به رگ‌ها مؤثرند.
گرده‌ها
گرده‌ها برخلاف دو گروه دیگر، قطعاتی جداشده از یاخته‌هایی بزرگ‌تر هستند. بنابراین برخی ویژگی‌های اساسی یاخته‌ها مانند پایین‌ترین سطح سازمان‌یافتگی زیستی را ندارند و در نتیجه، پایین‌ترین سطح سازمان‌یافتگی حیات به‌شمار نمی‌آیند.
در افراد بالغ، محل اصلی ساخت این اجزای خونی، مغز قرمز استخوان است.
اما در دوران جنینی افزون بر مغز استخوان، اندام‌هایی مانند کبد و طحال نیز در تولید یاخته‌های خونی و گرده‌ها نقش دارند. مغز استخوان و طحال از اندام‌های لنفی محسوب می‌شوند، در حالی که کبد، اندامی غیرلنفی و جزئی از دستگاه گوارش به‌شمار می‌آید.
یاخته‌های بنیادی و تولید یاخته‌های خونی
در مغز استخوان، یاخته‌هایی موسوم به یاخته‌های بنیادی حضور دارند که توانایی تقسیم و تمایز به انواع مختلف یاخته‌های خونی را دارند. این یاخته‌ها با تقسیم و تمایز، اجزای بخش یاخته‌ای خون را تولید می‌کنند.
در ابتدا، یاخته‌های بنیادی اولیه با تقسیم خود دو نوع یاختهٔ بنیادی متفاوت ایجاد می‌کنند:
1. یاخته‌های بنیادی لنفوئیدی:
این یاخته‌ها مسیر تولید به لنفوسیت‌ها را دنبال می‌کنند.
2. یاخته‌های بنیادی میلوئیدی:
این گروه منشأ ساخت گویچه‌های قرمز، گرده‌ها و سایر یاخته‌های خونی سفید هستند.
شکل 17 - تولید بخش یاخته‌ای و گِرده‌ها توسط یاخته‌های بنیادی مغز استخوان
یاخته‌های خونی قرمز
گویچه‌های قرمز بیش از ۹۹٪ یاخته‌های خونی را تشکیل می‌دهند و رنگ قرمز خون ناشی از وجود فراوان این یاخته‌هاست.
تشکیل یاخته‌های خونی قرمز در مغز استخوان
گویچهٔ قرمز نابالغ که مستقیماً از تقسیم یاخته بنیادی میلوئیدی به‌وجود آمده، ابتدا دارای هسته است.
قبل از ورود به خون، این یاخته هسته‌ی خود را از دست می‌دهد تا فضای کافی برای پر شدن سیتوپلاسم از هموگلوبین فراهم شود.
این یاخته‌ها دارای ساختار کروی با فرورفتگی در دو سوی خود هستند که در شکل ۱۸ نمایش داده شده است.
شکل 18 - یاخته‌های خونی قرمز
هماتوکریت (خون‌بهر)
اصطلاح «خون‌بهر» به نسبت حجم گویچه‌های قرمز به کل حجم خون اطلاق می‌شود و به صورت درصد بیان می‌گردد.
کارکرد و چرخه عمر گویچه‌های قرمز
نقش اصلی گویچه‌های قرمز، انتقال گازهای تنفسی در سراسر بدن است.
طول عمر این یاخته‌ها حدود ۱۲۰ روز است.
هر روز نزدیک به یک درصد از آن‌ها تخریب و باید جایگزین شوند.
محل تخریب:
طحال
کبد
سرنوشت آهن آزادشده:
ذخیره در کبد
انتقال به مغز استخوان برای ساخت گویچه‌های جدید
چند سوال:
به نظر شما چرا در انسان و بسیاری از پستانداران، گویچه‌های قرمز هسته و بیشتر اندامک‌های خود را از دست می‌دهند؟
برای اینکه بتواند هموگلوبین بیشتری در خود جای دهد.
چرا غشای گویچه‌های قرمز در دوطرف، حالت فرورفته دارد؟
برای اینکه بتوانند به راحتی از درون مویرگ‌های کوچک عبور کنند.
محصور بوده هموگلوبین در غشای گویچه‌های قرمز چه اهمیتی دارد؟
هموگلوبین می‌تواند در آب حل شود. اگر درون گویچه‌های قرمز نبودند فشار اسمزی خون بالا می‌رفت که برای جریان توده‌ای مویرگ‌ها مشکل‌ساز می‌شد و همچنین چسبندگی و غلظت خون زیاد می‌شد و حرکت خون مشکل‌تر می‌شد. همچنین باعث عدم پراکندگی هموگلوبین در بافت‌ها و استفاده مجدد از آن می‌شود.
نیازهای تغذیه‌ای برای تولید گویچه‌های قرمز
برای تولید بهینه، وجود مواد زیر ضروری است:
آهن: عنصر اصلی سازنده‌ی هموگلوبین
فولیک اسید: از ویتامین‌های گروه B و ضروری برای تقسیم طبیعی یاخته‌ها (به‌ویژه در مغز استخوان)
ویتامین B₁₂: برای عملکرد صحیح فولیک اسید ضروری است و در غذاهای جانوری به فراوانی وجود دارد.
مواد موثر در تولید گویچه‌های قرمز
ماده مغذی | نقش در تولید گویچه‌های قرمز | منابع غذایی | توضیحات تکمیلی |
آهن | عنصر اصلی سازنده هموگلوبین | سبزیجات با برگ سبز تیره، حبوبات، گوشت قرمز، جگر | — |
فولیک اسید (ویتامین B) | ضروری برای تقسیم طبیعی یاخته‌ها در مغز استخوان | سبزیجات با برگ سبز تیره، حبوبات، گوشت قرمز، جگر | — |
ویتامین B₁₂ | ضروری برای عملکرد صحیح فولیک اسید | غذاهای جانوری (مثال: گوشت قرمز، جگر) | جذب آن وابسته به «عامل داخلی معده» است. |
منابع غذایی غنی از آهن و فولیک اسید:
سبزیجات با برگ سبز تیره
حبوبات
گوشت قرمز
جگر
جذب ویتامین B₁₂:
وابسته به عامل داخلی معده که توسط یاخته‌های کناری غده‌های معده ترشح می‌شود.
عامل داخلی ← مورد نیاز برای ورود ویتامین B₁₂ به یاخته‌های روده باریک
در صورت اختلال:
آسیب به یاخته‌های معده یا برداشتن معده ← جذب ویتامین B₁₂ مختل می‌شود ← بروز کم‌خونی خطرناک (ناشی از کاهش توان ساخت گویچه‌های قرمز)
تنظیم تولید گویچه‌های قرمز
تولید این گویچه‌ها تحت کنترل هورمون اریتر‌وپویتین است.
تولید توسط یاخته‌هایی ویژه در کلیه و کبد
اثرگذاری بر مغز قرمز استخوان و افزایش سرعت تولید گویچه‌های قرمز
این هورمون به طور طبیعی به مقدار کم ترشح می‌شود تا کاهش معمولی گویچه‌های قرمز را جبران کند.
شرایط افزایش ترشح:
در پاسخ به کاهش اکسیژن خون
موارد افزایش ترشح:
کم‌خونی‌ها (کمبود آهن، فولیک اسید، یا ویتامین B₁₂)
بیماری‌های تنفسی (مثل کمبود سورفاکتانت در نوزادان زودرس)
بیماری‌های قلبی (مانند سکته‌ی قلبی)
فعالیت‌های ورزشی شدید و طولانی
زندگی در ارتفاعات بالا
نتیجه: افزایش ترشح هورمون ← افزایش تولید گویچه‌های قرمز
یاخته‌های خونی سفید
گویچه‌های سفید
نوعی یاخته خونی در گردش خون و بافت‌ها
دارای هسته (برخلاف گویچه‌های قرمز)
وظیفه: مقابله با عناصر بیگانه و دفاع ایمنی
شکل ۱۹ - یاخته‌های خونی سفید: ۱- بازوفیل: هسته دو قسمتی روی هم افتاده - سیتوپلاسم با دانه‌های تیره.
شکل ۱۹ - یاخته‌های خونی سفید: ۲- ائوزینوفیل: هسته دو قسمتی دمبلی - سیتوپلاسم با دانه‌های روشن درشت.
شکل ۱۹ - یاخته‌های خونی سفید: ۳- نوتروفیل: هسته چند قسمتی - سیتوپلاسم با دانه‌های روشن ریز.
شکل ۱۹ - یاخته‌های خونی سفید: ۴- مونوسیت: هسته تکی خمیده یا لوبیایی - سیتوپلاسم بدون دانه.
شکل ۱۹ - یاخته‌های خونی سفید: ۵- لنفوسیت: هسته تکی گرد یا بیضی - سیتوپلاسم بدون دانه.
خلاصه دسته‌بندی:
دانه‌دار با منشأ میلوئیدی: بازوفیل، نوتروفیل، ائوزینوفیل
بدون دانه با منشأ لنفوئیدی: لنفوسیت
بدون دانه با منشأ میلوئیدی: مونوسیت
دسته‌بندی گویچه‌های سفید بر اساس وجود دانه و منشأ
دسته‌بندی | وجود دانه | منشأ | انواع گویچه‌های سفید |
دانه‌دار | بله | میلوئیدی | بازوفیل، نوتروفیل، ائوزینوفیل |
بدون دانه | خیر | لنفوئیدی | لنفوسیت |
بدون دانه | خیر | میلوئیدی | مونوسیت |
گرده‌ها
ساختار و منشا گرده‌ها
گرده‌ها، که به آن‌ها پلاکت نیز گفته می‌شود، قطعات یاخته‌ای بی‌رنگ و بدون هسته‌ای هستند که نسبت به گویچه‌های خون کوچک‌ترند.
درون آن‌ها دانه‌های زیادی وجود دارد که محتوی ترکیبات فعال هستند.
این قطعات از یاخته‌های بزرگی به نام مگاکاریوسیت منشأ می‌گیرند:
مگاکاریوسیت‌ها در مغز قرمز استخوان تولید شده
سپس قطعه‌قطعه می‌شوند.
قطعات حاصل وارد جریان خون می‌گردند و به عنوان گرده در خون عمل می‌کنند.
عملکرد گرده‌ها در جلوگیری از خون‌ریزی
گرده‌ها نقش مهمی در جلوگیری از هدر رفتن خون ایفا می‌کنند که به دو شکل اصلی انجام می‌شود:
۱. ایجاد درپوش در آسیب‌های جزئی
زمانی که دیواره‌ی رگ دچار آسیب سطحی می‌شود:
گرده‌ها به محل آسیب جذب می‌شوند.
در آنجا تجمع یافته
به یکدیگر می‌چسبند.
پوششی موقتی به نام درپوش تشکیل می‌دهند که از خروج خون جلوگیری می‌کند.
۲. ایجاد لخته در خون‌ریزی‌های شدیدتر
در شرایطی که آسیب جدی‌تر است، گرده‌ها نقش اصلی در تشکیل لخته خون دارند. درون دانه‌های آن‌ها، آنزیمی به نام پروترومبیناز وجود دارد که پس از آسیب ترشح شده و مجموعه‌ای از واکنش‌ها را آغاز می‌کند:
1. ترشح پروترومبیناز: از بافت‌های آسیب‌دیده رگ و از گرده‌ها
2. تبدیل پروترومبین به ترومبین:
به کمک پروترومبیناز
این آنزیم با تجزیه‌ی پیوندهایی در پروترومبین، آن را به ترومبین (پروتئینی کوچک‌تر) تبدیل می‌کند.
3. تبدیل فیبرینوژن به فیبرین:
فیبرینوژن محلول در حضور ترومبین به فیبرین نامحلول تبدیل می‌شود.
ترومبین، پیوندهایی در مولکول فیبرینوژن را شکسته و رشته‌های نامحلول فیبرین را ایجاد می‌کند.
نکته: پروترومبین و فیبرینوژن به‌طور طبیعی در خون وجود دارند؛ اما ترکیباتی مانند ترومبین و فیبرین تنها در زمان آسیب و طی فرایند انعقاد ایجاد می‌شوند.
4. تشکیل لخته:
رشته‌های فیبرین، یاخته‌های خونی و گرده‌ها را دربر می‌گیرند.
در محل زخم، لخته‌ای مقاوم ایجاد می‌کنند.
در این روند، دو عامل مهم دیگر نیز نقش دارند: ویتامین K و یون کلسیم (Ca) که از اجزای خوناب هستند. آن‌ها به همراه فیبرینوژن و با همکاری گرده‌ها فرایند انعقاد خون را تکمیل می‌کنند.
در شکل ۲۰ می‌توانید مشاهده کنید که چگونه رشته‌های فیبرین، یاخته‌های خونی و گرده‌ها را دربر گرفته و در محل زخم، لخته‌ای محکم تشکیل داده‌اند.
شکل 20 - رشته‌های پروتئینی فیبرین که یاخته‌های خونی و گِرده‌ها را دربرگرفته و لخته را تشکیل داده‌اند.