Patofüsioloogia (1)

Tartu Ülikool
Üld- ja molekulaarpatoloogia Instituut
Hemoreoloogia ja verehaigused
Referaat patofüsioloogias
Annemai Noorkõiv
3. kursus
2006

Sisukord

Sisukord 2
Sissejuhatus 3
Vere hüperviskoossuse patofüsioloogia 3
Polütsüteemilise hüperviskoossuse sündroom 4
Erütrotsütoos 4
Hüperleukotsüütiline leukemia 5
Sklerotsüteemilise hüperviskoossuse sündroom 6
Sirprakuline aneemia 6
Hemolüütiline aneemia 7
Plasmaatilise hüperviskoossuse sündroom 7
Paraproteiini haigused 7
Hematoloogilise stressi sündroom 8
Kokkuvõte 8
Kasutatud materjalid 9

Sissejuhatus

Hemoreoloogia on teadus, mis uurib vere voolamisega seotud nähtuseid, vere dünaamikat.
Viimased 15 aastat on toimunud suur progress võimes aru saada vere omadusi mitte ainult verest kui koest, vaid ka tsirkuleerivast vedelikust. Mitmete teada-tuntud verehaiguste juures on need teadmised viinud paremale arusaamisele sümptomitest ja aidanud luua ka efektiivsemaid ravistrateegiaid. Reoloogiliste muutuste kindlakstegemine on vajalik nii diagnostikaks kui ka ravi määramiseks. Erinavad hematoloogilised haigused võivad põhjustada vere reoloogiliste omaduste muutust ning need häired omakorda võivad väljenduda sümptomitena. Nii näiteks ei saa enam lugeda hüperviskoossust omaette kliiniliseks sündroomiks. Samuti võib käsitleda mitmeid verehaigusi lähtudes mehhanismist, mille kaudu nad häirivad vere voolamist .

Vere hüperviskoossuse patofüsioloogia

Inimese veri on ebatavaline vedelik, kuna tema viskoossus sõltub vere voolamise kiirusest ja on seega mttenjuutonlik vedelik. Samas aga kui eraldada plasma tsentifuugimise teel ja seda samades tingimustes uurida, käitub see nagu tavaline (njuutonlik) vedelik ja säilitab oma viskoossuse ka erinevate kiiruste juures.
Sellest võib järeldada kahte olulist asja. Esiteks, plasma või seerumi in vitro mõõtmised ei anna kunagi täit selgust nähtustest patsiendi vereringes in vivo . Teiseks, vere mittenjuutonlike omaduste eest on vastutavad vererakud , käitudes kui osakesed suspensioonis. Neil põhjustel tuleks reoloogiliste patoloogiate esinemisel mõelda just haigustele, mis seotud vererakkudega, mitte niivõrd plasmavalkude häiretele.
Tsirkuleerivatest vererakkudest interakteeruvad plasmaga kõige rohkem erütrotsüüdid, kuna haaravad enda alla suure ruumi suspensioonis. Kuid erütrotsüüdid ei ole lihtsalt tavalised osakesed. Schmid-Shönbein kirjeldas oma katses uurides erütrotsüüte mikroskoopiliselt viskomeetris, et need rakud omavad kahte tähtsad omadust, mis on otseselt põhjuseks vere mittenjuutonlikele omadustele. Esimene on spontaanne agregatsioon, kui ei toimu vere liikumist ja nn raharullide teke. Kui panna veri liikuma ja ja seda ühtlaselt kiirendada, hakkavad rakkudevahelised tõmbejõud vähenema ja pinge tõttu, mis tekib suspensioonis, hakkavad erütrotsüütide agregatsioonid lagunema kuni lõpuks jõuavad täieliku dispersioonini. Samal ajal väheneb vere viskoossus umbes viiekordselt algsest väärtusest. Kõrgmolekulaarsed proteiinid nagu fibrinogeen ja mitmed immunoglobuliinid, olles passiivselt absorbeeritud punaliblede membraanile, aitavad kaasa makromolekulaarsete sildade tekkele rakkude vahel. Kui erütrotsüüdid suspendeerida valguvabas lahuses, ei moodusta nad komplekse ja voolavad suhteliselt hästi ka madalatel kiirustel.
Teine oluline omadus on see, et reoskoobi või viskomeetri pöörleva kiiruse kasvades muutub punalible kaksiknõgus kuju. Seoses erütrotsüütide deformeerumisvõimega väheneb ka viskoossus.
Seega faktorid nagu madal liikumiskiirus (nt liiga väike pinge deformatsiooniks) või liiga palju vererakke (nt liiga vähe ruumi et jõuda optimaalse deformatsioonini) suurendaved veelgi kogu vere viskoossust . Eriti võib see välja tulla mikrotsirkulatsiooni juures, kus kapillaaride diameeter on veel väiksem kui punaliledel. Viskoossus tõuseks neis väikestes veresoontes lõpmatuseni, kui rakud ei omaks võimet piisavalt deformeeruda. Seega juba väike kõrvalekalle normaalsest deformatsioonist võib viia tõsiste kliiniliste tagajärgeseni.
Üldiselt võib hüperviskoossust hematoloogiliste haiguste puhul vaadelda kolme sündroomi põhjal. Järgnevalt ongi väike lühiülevaade neist.

Polütsüteemilise hüperviskoossuse sündroom

Polütsüsteemilise hüperviskoossuse sündroomi vaadeldakse eeskätt koos patoloogiliselt suurenenud punaliblede hulga tõusuga. Enamasti kaasneb sellega ka valgeliblede ja vereliistakute suurenenud hulk. Kliinilises praktikas pärineb probleem siiski peamiselt erütrotsüütidest, kuna need moodustavad 95% kogu vererakkude mahust.

Erütrotsütoos

Erütrotsütoos on punaliblede arvu tõus üle normväärtuse ( hematokrit meestel 0,52, naistel 0,48)
Erütrotsütoos võib olla absoluutne või reletiivne. Esimese puhul on tegu plasma mahu vähenemisega, teise puhul tegeliku punaliblede arvu tõusuga. Erütrotsütoos võib olla ka adaptiivne vastus vähenenud võimele rikastada arteriaalset hemoglobiini hapnikuga. Tänu füsioloogilisele tagasisidestusele viib see erütropoetiini vabanemise suurenemisele, mis omakorda stimuleerib tüvirakke luuüdis produtseerima rohkem erütrotsüüte. Näiteks võib tuua kõrgmäestike elanikud, tõsiste kopsu- ja südamehaigustega inimesed ja ka mõned hemoglobiopaatiad jne.
Peamine erütrotsütoosi tagajärg on kogu vere viskoossuse tõus. Hematokriti ja vere viskoossuse suhe on mitte-lineaarne. Hematokriti muutusel füsioloogilistes piirides on palju väiksem mõju viskoossusele kui hematokriti tõusul patafüsioloogiliste väärtusteni. Seda just seetõttu, et tihedalt paiknevatel erütrotsüütidel on raskem muuta oma kuju voolujooneliseks liikumiseks, seda isegi suurte kiiruste juures. On kinnitatud, et erütrotsütoosiga patsientidel esineb tihti ka trombemboolilisi komplikatsioone. Viskoossuse tõusu tõttu on häiritud ka tserebraalvereringe. Võib esineda pearinglust, nägemine võib muutuda ähmaseks, haiguse süvenedes esineda ka infarkti ning tõenäosus srra ajutrombi tõttu on suurenenud viis korda.
Kiireimaks efektiivseks ravivõtteks on siiani flebotoomia. Loomulikult tuleks edasiseks raviks võimalusel eemaldada erütrotsütoosi algne põhjus

Hüperleukotsüütiline leukemia

Haigus kätkeb endas valgete vereliblede hulga tõusu. Umbes 5% leukeemiahaigetel patsientidel on lisaks valgete vereliblede rohkusele ka sümptomid, mis viitavad mingile veresoone takistusele kopsus , ajus, reetinas ja vahel ka muus organis. Lichtman on oma katsetes näidanud, et valgelibled võivad mõjutada vere viskoossust samuti nagu erütrotsüüdidki, vastavalt sellele, kui suurt mahtu nad omavad suspensioonis. Kuna nad on vähem võimelised deformeeruma kui erütrotsüüdid siis on ka nende mõju rohkem väljenduv ja viskoossuse suurenemist võib täheldada kui nende konsentratsioon ületab 0,15. Kuid selleks peab leukotsüütide hulk olema 300 000/µl akuutse või kroonilise müeloidleukeemia korral ja 800 000/µl kroonilise lümfotsüütilise leukeemia puhul. Sellised juhud on aga väga harvad , kuna hüperlekotsüütilise leukeemiaga kaasneb alati ka aneemia ja seega kokkuvõttes esineb leukeemia puhul vere viskoossuse suurenemist väga harva.
Histopatoloogilised uuringud on näidanud et hüperleukotsüütilistel patsientidel sulgevad leukotsüütilised trombid tihti väikseid veresooni ajus või kopsus. Arvatakse, et vereseisak mikrotsirkulatsioonismängib tähtsat rolli sündroomi kujunemises.
Hemoreoloogiliste komplikatsioonide vähendamiseks on kasutusel leukaferees ja tsütotoksiliste ravimite kasutamine.

Sklerotsüteemilise hüperviskoossuse sündroom

Ühiseks nimetajaks selle sündroomi puhul on punaliblede vähenenud deformeerumisvõime. Nagu eelpool mainitud , on sellel väga tähtis roll mikrotsirkulatsioonis. Vähenenud deformeerumisvõime võib olla kaasasündinud või omandatud häire rakumembraanis , hemoglobiini molekulis või raku metabolismis.

Sirprakuline aneemia

Sirprakuline aneemia on dominantselt pärilik hemolüütiline aneemia, mille korral punalibled on sirbitaolise kujuga vigase globiini tõttu hemoglobiinis .
Hoolimata progressist viimaste kümnendite uuringutes pole veel leitud efektiivset moodust sirprakulise aneemia ja sellega kaasnevate valulike kriiside esinemise kõrvaldamiseks haigetel patsientidel.
Sirprakuline aneemia põhjustab püsivas asümptomaatilises staadiumis kogu vere viskoossuse tõusu. Põhjuseks pöördumatult sirbi - kujulised rakud, mida esineb 1-40% haige vererakkudest ning nende arv jääb enamasti patsiendi eluea jooksul samaks. Sirbikujulistel rakkudel on väga lühike eluiga ning halb deferomeerumisvõime. Samas on uuringud kinnitanud, et kui kõrvaldada haige verest sirbi-kujulised rakud, säilib siiski ebanormaalselt kõrge viskoossuse tase. See viitab sellele, et ka mitte-sirbikujulistel rakkudel peab olema vähenenud deformeerumisvõime.
Kapillaarides , kus hapniku osarõhk on väiksem ja veresoone läbimõõt vaid mõned mikromeetrid ning verevoolu kiirus madal, võib kergesti tekkida veresoonte ummistusi ja koeinfarkti.
Sirprakuliseaneemia hemolüütilise kriisi ajal on viskoossus oluliselt tõusnud, osalt tänu plasma fibrinogeeni tõusu tõttu esimestel pävadel. Kuid on näidatud, et viskoossus tõuseb juba enne, kui on märgata fibrinogeeni tõusu. See viitab erütrotsüütide deformatsioonivõime olulisele rollile alustada veresoonte tõkestamisega seotud sündmuste ahelat.

Hemolüütiline aneemia

Hemolüütiline aneemia on erütrotsüütide enneaegsest vananemisest tingitud aneemiavorm. See võib olla nii pärilik kui ka omandatud ja viitab defektile kas membraanis, kujus, metabolismis või tsütoplasmaatilises sisalduses. Olenemata täpsest haiguse põhjusest on ühiseks nimetajaks vähenenud deformatsioonivõime, mis omakorda viib raku kiirendatud destruktsioonini. Siin mängib tähtsat rolli põrn oma unikaalse mikrovaskulatuuriga. Võimalik on ka, et hemolüütilise aneemia korral hakkavad põrna normaalsed mehhanismid vigaste erütrotsüütide eemaldamiseks ülemäära töötama.
Sümptomiteks võivad olla õhupuudus, väsimus, südamekloppimine, suurenenud põrn jne.
Medikamentidest tingitud hemolüütiliste aneemiate ravis kasutatakse kõige sagedamini glükokortikosteroide, rauapreparaate, foolhappe preparaate.
Erütrotsüütide suspensiooni ülekanne on lubatud ainult elulistel näidustustel ja range bioloogilise kontrolli tingimustes.

Plasmaatilise hüperviskoossuse sündroom

Haigused, mis hõlmavad ebanormaalsete valkude suurenenud hulka plasmas või seerumis .

Paraproteiini haigused

Grupp pahaloomulisi haiguseid, mis hõlmavad plasmatsütoosi, Waldenströmi makroglobulineemiat ja mõningatel juhtudel lümfoproliferatiivseid häireid nagu lümfotsüütiline leukeemia ja non-Hodgkini lümfoomi.
Plasmas esinevad ebanormaalsed immunoglobuliini molekulid e. paraproteiinid. Neid sekreteerivad pahaloomulised kontrollimatud B-lümfotsüütide kloonid . Erinevalt tavalistest immunoglobuliinidest esinevad need plasmas suures konsentratsioonis ja omavad ainult ühte kerget ahelat ( kappa või labda)
Vastavalt konsentratsioonile, suurusele ja kujule moodustavad nad molekulidevahelisi sildasid, suurendades sel viisil viskoossust. Adsorbeerudes erütrotsüütide pinnale võivad põhjustada rakk -proteiin-rakk võrgustikke, mis jällegi suurendab viskoossust kogu suspensioonis, eriti madalate kiiruste puhul.
Kompensatsioonimehhanismina saavutamaks parimat hapnikutransporti antud tingimustes on hematokriti vähenemine, kuna see vähendab teatud määral ka viskoossust.

Hematoloogilise stressi sündroom

Hematoloogilise stressi sündroom tekib vastuseks mitmetele koekahjustustele nagu trauma , infektsioonid , müokardi infarkt jms. Kroonilise häirega patsiendi veres toimuvad muutused, mis hõlmavad aneemiat, leukotsütoosi, trombotsütoosi ja hüperfibrinogeneemiat, mis seotud erütrotsüütide suurenenud sedimentatsiooni ja reversiibli aglomeratsiooniga. Plasmas tõuseb kõrgmolekulaarsete asümmeetriliste valkude – fibrinogeeni ja α-2-makroglobuliini – konsentratsioon, mis jällegi mõjutavad viskoossust.
Krooniliste veresoonte haiguste korral hematoloogilise stressi sündroomi poolt produtseeritud spetsiifiliste sümptomite kliiniline tähtsus on veel uurimisel .

Kokkuvõte

Verehaigused võivad põhjustada hemoreoloogilisi häireid peamiselt 3 mehhanismi kaudu:

• Muutused tsirkuleerivate vererakkude arvus
  
• Muutused erütrotsüütide deformatsioonivõimes
  
• Muutused plasma viskoossuses
  

Hemoreoloogilised uuringud on väga olulised nii diagnoosimisel kui ravi määramisel. Näiteks võib tuua vere transfusiooni ja plasmafereesi efektiivse kasutamise oskuse teatud haiguste korral. Tänu pidevale tehnika arengule võib saautada paljulubavaid tulemusi nii terapeutilisest asbektist kui ka preventsiooniks. Tulevikus on aga vere häirete reoloogiliste asbektide uurimise eesmärgiks pigem haiguste preventsioon kuivõrd tavaline ravi.

Kasutatud materjalid

P. F. Leblond Hemorheology and blood diseases

Meditsiinisõnastik, Medicina 2004

R.F. Schmidt , G. Thews, Inimese füsioloogia
9