خون مایع اصلی بدن در انسان و حیوانات دیگر به شمار می آید، که مواد اولیه مورد نیاز حیات را به سلول های بدن منتقل می کند. خون گاهی اوقات به عنوان مایع بافتی نیز خوانده می شود، زیرا مانند سایر بافت های جامد، دارای چندین نوع سلول است که که عملکردهای پیچیده ای را برای بدن انسان، انجام می دهند.
اجزای خون به طور عمده در مغز استخوان تولید می شوند، جایی که سلول های ویژه ای، گلبول های قرمز، گلبول های سفید و پلاکت ها را تولید می کنند. اصطلاح سرطان های خون مانند لوکمیا، در واقع سرطان های سلول های مغز استخوان هستند. از آنجا که بافت سرطانی جایگزین بافت سالم در مغز استخوان می شود، بنابراین گلبول های قرمز، سفید و پلاکت های سالم، به وجود نمی آیند.
خون باوجود اینکه به نظر می رسد یک مایع قرمز ساده است، به اندازه ی سایر بافت های بدن، پیچیدگی هایی دارد.
عملکرد خون
خون در بدن اعمال حیاتی را بر عهده دارد که به برخی از مهمترین آن ها اشاره میکنیم:
1-انتقال مواد حیاتی به سلول ها
موجودات پیچیده چند سلولی نیاز به سیستم گردش خون پیچیده دارند. جاندارانی که دارای سلول های زیادی هستند، سلول های آن ها متابولیسم بالایی نیز دارند، بنابراین بدون داشتن ابزاری بسیار کارآمد برای انتقال ترکیبات حیاتی مانند اکسیژن، آب و مواد مغذی، انواع مختلف جانوران پیچیده مانند انسان نمی توانستند به وجود بیایند.
تصویر1: انتقال اکسیژن توسط گلبول قرمز به بافت ها و دریافت دی اکسید کربن برای انتقال به ریه ها
برخی از مواد حیاتی که خون بین سلول های بدن منتقل می کند، عبارتند از:
- اکسیژن: خون با انتقال اکسیژن می تواند ذخیره تقریبا ثابتی برا برای تنفس سلول های بدن تامین کند.
- آب: حفظ تعادل صحیح لازم برای عملکرد آنزیمی در فعالیت های بدنی با تامین آب مورد نیاز سلولی قابل انجام است.
- مواد مغذی: انتقال مواد مغذی توسط خون، موجب تامین سوخت برای تنفس سلولی و مواد لازم برای زنده ماندن و فعالیت سلولی می شود.
- واحدهای ساختمانی بیولوژیکی: این واحدها، مولکول های زیستی هستند که از آن ها در تقسیم های سلولی و ساخت اندامک های سلولی جدید استفاده می شود.
- پیام های شیمیایی بین سلولی: پیام های شیمیایی بین سلولی، به سلول های بدن اجازه می دهند تا در واکنش به تغییرات محیطی، فعالیت خود را به طور مناسب تغییر دهند.
خون همچنین عملکردهای مهم دیگری را برای بدن ما انجام می دهد که در ادامه به بررسی هر یک از آن ها می پردازیم:
حذف مواد دفعی خطرناک
اکثر موجودات زنده در هنگام انجام واکنش های سلولی خود، ترکیبات دفعی را تولید می کنند که این ترکیبات در غلظت مشخصی برای خود سلول ها سمی می شوند. ارگانیسم های چند سلولی که سرعت متابولیسم بالایی دارند، باید راهی برا برای مقابله با این ترکیبات زائد بیابند تا تعداد زیادی از سلول ها در قالب یک ارگانیسم بتوانند زندگی کنند.
در بدن انسان، کبد و کلیه ها وظیفه دریافت مواد سمی از سراسر بدن را بر عهده دارند و می توانند آن ها را به مواد بی ضرر، تجزیه و سپس این ترکیبات را به شکل ادرار، از بدن دفع کنند. در این میان، خون ترکیبات سمی را از همه بافت های بدن گرفته و به کبد و کلیه ها منتقل می کند.
علاوه بر این خون، گازهای دفعی دی اکسید کربن را از سلول ها گرفته و در ریه ها آزاد می کند. (ریه جایی است که خون، دی اکسید کربن را برای دریافت اکسیژن مبادله می کند.)
خون با انتقال همه ی این مواد زائد از بافت های مختلف بدن به اندام های پردازش و حذف این ترکیبات، سلول ها را ایمن نگه می دارد.
در زیر به برخی از ترکیبات سمی تولید شده در سلول ها که خون در دفع آن ها از بدن نقش دارد، اشاره می کنیم:
- گاز دی اکسید کربن: این گاز فرآورده جانبی تنفس سلولی است که اگر در سلول تجمع یابد، تنفس سلولی را متوقف می کند و در صورت خارج نشدن از بدن، باغث اسیدی شدن خون می شود.
- آب، نمک و مواد اضافی: این ترکیبات اگر بیش از حد در سلول ها تجمع یابند، موجب اختلال در سیستم های مختلف بدن می شوند.
- بقایای سلول های مرده: سلول ها در بدن به طور منظم میمیرند، به خصوص گلبول های قرمز که طول عمر آن ها کمتر از دو هفته است. سلول های مرده می توانند در حین تجزیه شدن، ترکیبات سمی از خود آزاد کنند. به همین دلیل به سرعت توسط خون جمع آوری می شوند.
- مواد زائد و سمی حاصل از واکنش های متابولیسمی بدن: بعضی از اشکال متابولیسم سلولی معمول، مواد بسیار سمی تولید می کنند که به سرعت توسط خون به سمت کبد و کلیه ها ارسال شده و از بدن دفع می شوند.
- سموم موجود در غذا و آب مصرفی: کبد و کلیه ها سموم موجود در مواد غذایی و ترکیبات دارویی را از خون دریافت کرده و به سرعت تجزیه می کنند.
خون علاوه بر انتقال مواد بین سلول ها و اندام ها، دارای سلول هایی در ساختار خود نیز است که هرکدام از این سلول ها عملکرد خاص خود را در بدن بر عهده دارند. به طور کلی از وظایفی که سلول های خونی بر عهده دارند، می توان به موارد زیر اشاره کرد:
حمل و انتقال فاکتورهای ایمنی
خون ما حاوی آنتی بادی و گلبول های سفید است که با ویروس ها و باکتری ها و مهاجمان دیگر بدن مبارزه می کنند. بدون این سلول های حیاتی، بدن به سرعت در معرض عفونت ها قرار می گیرد و سلول های آن از بین می روند.
تصویر2: واکنش ایمنی گلبول های سفید در مواجهه با پاتوژن ها؛ 1) بلعیدن پاتوژن، 2) لیزوزوم ها برای هضم اجزای پاتوژن وارد عمل می شوند، 3) دفع ترکیبات اضافی بعد از هضم پاتوژن
گلبول های سفید خون علاوه بر عوامل عفونی و پاتوژن ها می توانند با سلول های سرطانی بدن نیز مبارزه کنند. تصور می شود که بیشتر افراد در برخی از مراحل زندگی خود، سلول های سرطانی ایجاد می کنند اما در اکثر افراد سالم، سیستم ایمنی بدن قبل از این که این سلول های سرطانی رشد کنند، آن ها را از بین می برند.
به همین ذلیل است که مبتلایان به اختلالات ایمنی نسبت به افراد با سیستم ایمنی سالم، با خطر بیشتری برای ابتلا به سرطان های خاص مواجه هستند. "سیستم لنفاوی" (Lymphatic System) در کنار سیستم گردش خون برای جابجایی، ذخیره و ایجاد فاکتورهای ایمنی از اهمیت زیادی برخوردار است.
حمل و انتقال فاکتورهای لخته شدن خون
یکی از جدی ترین خطراتی که بدن انسان ممکن است با آن مواجه شود، ابتلا به کم خونی است. از آنجا که تمام اندام های بدن از جمله مغز، برای زنده ماندن به جریان خون ثابتی نیاز دارند، از دست دادن مقادیر زیادی خون می تواند مشکلات زیادی را برای کارکرد صحیح تمام اندام های بدن به همراه داشته باشد.
خون دارای سیستمی است که در زمان جراحت که بدن در حال از دست دادن خون است، وارد عمل می شود و از افزایش خونریزی جلوگیری می کند. ترکیبی از قطعات سلولی به نام پلاکت ها، مواد شیمیایی به نام فاکتورهای لخته شدن و سایر اجزای خون باهم کار می کنند تا در ناحیه زخم و جراحت، لخته ها و زخم های جامد تشکیل دهند و خونریزی را متوقف کنند.
تصویر3: فرایند لخته شدن خون با همکاری پلاکت ها و فاکتورهای لخته ساز
سیستم لخته شدن خون نمی تواند بدن را از جراحت های بزرگ نجات دهد، مانند جراحت هایی که کنجر به پارگی شریان های اصلی بدن می شوند. اما اهمیت سیستم لخته شدن، اجزاء و فاکتورهای خونی را می توان زمانی به درستی متوجه شد که این سیستم در برخی افراد به دلیل ابتلا به برخی بیماری ها به خوبی کار نکند.
افراد مبتلا به سرطان های خاص و برخی از بیماری ها و افراد دچار کمبود ویتامین، دارای خونی هستند که به طور عادی با عوامل لخته ساز، لخته نمی شود. بدن این افراد بدون دلیل مشخص می تواند دچار کبودی و خونریزی شده و بعضی اوقات بر اثر صدمات جزئی یا خونریزی های کوچک و بزرگ، جان خود را از دست بدهند. از این رو، وجود و کارکرد صحیح سیستم و عوامل خونی لخته ساز در سلامت بدن نقش موثری دارد.
اجزای تشکیل دهنده خون
مایع یکنواخت خون از ترکیبات و اجزای زیادی تشکیل شده است که هریک ساختار و عملکرد متفاوتی دارند. زمانی که خون در لوله های سانتریفیوژی قرار گیرد و سانتریفیوژ شود، اجزا و ترکیبات آن براساس وزن و اندازه آن ها در خون از هم جدا می شوند. طرحی مانند تصویر زیر در لوله های خونی سانتریفیوژ شده ایجاد می شود.
تصویر4: لوله سانتریفیوژ شده خون
در این بخش در مورد حیاتی ترین اجزای خون از جمله سرم یا پلاسما، گلبول های سفید یا لکوسیت ها، گلبول های قرمز و پلاکت ها صحبت خواهیم کرد.
پلاسما
پلاسما (Plasma) بخش مایعی از خون است که گلبول های قرمز، گلبول های سفید، پلاکت ها و سایر مواد موجود در خون را در خود جای می دهد. بیش از نیمی از حجم خون از این مایع تشکیل شده است.
درصد بالایی از حجم پلاسمای خون را آب می سازد. علاوه بر این، پلاسما حاوی پروتئین ها، نمک و سایر مواد نیز هست که حتی در صورت جدا کردن گلبول های قرمز و سفید از آن، می توانند ساختار متراکم و غلیظ پلاسما را حفظ کنند.
یک پروتئین مهم به نام آلبومین برای حفظ غلظت خون در بدن وجود دارد. این پروتئین تضمین میکند که خون از رگ ها و بافت های ما بیرون نمی رود و سرعت خونریزی را در صورت آسیب دیدگی کاهش می دهد.
سایر ترکیبات موجود در پلاسما خون شامل موارد زیر است:
- آنتی بادی ها: این ترکیبات پروتئین هایی هستند که به پاتوژن های مهاجم حمله می کنند.
- عوامل لخته کننده خون: این سلول ها و عوامل خونی از خونریزی در رگ ها جلوگیری می کنند.
- هورمون ها: هورمون ها در پلاسمای خون، پیام های شیمیایی هستند که به بافت های مختلف بدن ارسال می شوند.
- الکترولیت ها: ترکیباتی مانند انواع نمک ها در پلاسمای خون، در تنظیم فشار اسمزی و pH بدن نقش دارند.
- مواد مغذی: پلاسمای خون شامل ترکیبات مغذی مانند قندها، ویتامین ها و مواد معدنی است که آن ها را بین سلول های مختلف بدن توزیع می کند.
- لیپیدها: ترکیبات لیپیدی زیادی در پلاسما وجود دارند که در حمل و نقل و جمع آوری چربی ها در سراسر بدن نقش دارند، از جمله این چربی ها می توان به انواع کلسترول ها و تری گلیسیریدها اشاره کرد.
گلبول های قرمز خون
از "گلبول های قرمز خون" (Red Blood Cell) می توان به عنوان محموله های بدن استفاده کرد. آن ها سلول های کوچک و فراوانی در خون هستند که به طور اختصاصی برای انتقال اکسیژن از ریه ها به سلول ها طراحی شده اند و دی اکسید کربن را به ریه ها باز می گردانند تا هنگام بازدم از ریه ها بیرون رانده شوند.
گلبول های قرمز حاوی هموگلوبین هستند. هموگلوبین پروتئینی است که ساختاری برای حمل اکسیژن دارد و به طور اختصاصی به اکسیژن در ریه ها متصل می شود. این پروتئین، اکسیژن خود را با عبور از بافت های بدن در جریان گردش خون به سلول ها آزاد می کند و دی اکسید کربن را با سرعت کم و ثابتی از بافت ها برداشت می کند.
هموگلوبین به طور کلی یک رنگدانه است که بسته به این که به مولکول اکسیژن وصل شده باشد یا خیر، تغییر رنگ می دهد. به همین دلیل خون گرفته شده از رگ هایی که خون حاوی دی اکسید کربن را به سمت ریه ها می کشاند، قرمز تیره است و خون حاصل از شریان ها که خون غنی از اکسیژن را از ریه ها به بافت منتقل می کند، به رنگ قرمز روشن دیده می شود.
تصویر5: ساختمان هموگلوبین در گلبول های قرمز
گلبول های سفید خون
"گلبول های سفید" (White Blood Cell) یکی از سلول های سیستم ایمنی به شمار می آیند. مانند گلبول های قرمز، گلبول های سفید نیز توسط سلول های بنیادی در مغز استخوان ساخته می شوند.
گلبول های سفید انواع مختلفی دارند که در پاسخ ایمنی به عفونت و جراحت های بدن، نقش های مختلفی را بر عهده دارند. برخی از انواع گلبول های سفید شامل موارد زیر هستند:
- نوتروفیل ها: به باکتری ها و قارچ های بیماری زا که وارد بدن می شوند، حمله کرده و آن ها را از بین می برند.
- ائوزینوفیل ها: این گروه از گلبول های سفید، در مبارزه با انگل های بیماری زا مانند انگل های ایجاد کننده مالاریا نقش دارند. علاوه بر این، ائوزینوفیل ها در پاسخ های التهابی آلرژیک نیز وظایفی را بر عهده دارند.
- بازوفیل ها: این گروه از گلبول های سفید، مواد شیمیایی را آزاد کرده که پاسخ های التهابی را در بدن تقویت می کنند.
- لنفوسیت های B: لنفوسیت های گروه B، آنتی بادی ها را آزاد کرده و در فعال سازی لنفوسیت های T نقش دارند.
- لنفوسیت های T: انواع مختلف این گروه از لنفوسیت ها به سیستم ایمنی کمک می کنند تا عفونت های جدیدی که وارد بدن می شوند را شناسایی کرده و آن ها را مورد هدف قرار می دهند. لنفوسیت های T به سیستم ایمنی کمک می کنند تا در پاسخ به عفونت فعال شود و پس از گذشت عفونت به حالت عادی برگردد.
- لنفوسیت های کشنده طبیعی: این لنفوسیت ها همانطور که از نامشان پیدا است، سلول های تومور و ویروس ها را مورد هدف قرار داده و آن ها را از بین می برند.
- مونوسیت: این دسته از گلبول های سفید به بافت ها مهاجرت کرده و در ماکروفاژها بالغ می شوند. ماکروفاژها در واقع سلول های خورنده ای هستند که عوامل مهاجم و بقایای سلولی را به دام می اندازند و آن ها را از بین می برند.
تصویر6: انواع گلبول های سفید
پلاکت ها
"پلاکت ها" (Platelets) قطعات سلولی هستند که از قسمت هایی از سیتوپلاسم متصل به غشای سلولی ساخته شده اند و با جمع شدن در کنار هم، خونریزی را متوقف می کنند و با ساختن قطعات لخته، زخم ها را می بندند. مانند گلبول های قرمز و سفید، پلاکت ها نیز در مغز استخوان ساخته می شوند. سرطان سلول های مغز استخوان ممکن است از تولید پلاکت هایی با عملکرد مناسب جلوگیری کند.
پلاکت ها دو حالت دارند: پلاکت های فعال که برای ایجاد لخته های خون طراحی شده اند و پلاکت های غیرفعال که در فرایند لخته سازی شرکت نمی کنند. در شرایط عادی، آندوتلیال رگ های خونی سالم، پیام های شیمیایی ایجاد می کند که به پلاکت ها می گوید در حالت غیرفعال خود باقی بمانند، به طوری که آن ها در رگ های خونی سالم لخته نشوند.
اما زمانی که جراحتی در رگ های خونی ایجاد شود، آبشاری از پیام های شیمیایی باعث می شود که پلاکت ها فعال شوند. پلاکت ها و سایر فاکتورهای لخته کننده برای فعال شدن به دریافت این پیام ها و سیگنال ها نیاز دارند. این فاکتورها سپس پیام های تقویت کننده لخته سازی را به خودی خود منتشر می کنند و عوامل لخته کننده بیشتری را برای پیوستن به لخته در حال رشد ترغیب می کنند.
در هنگام آسیب اندوتلیال رگ ها، پلاکت ها گاهی اوقات ممکن است به طور ناصحیح فعال شوند، به طوری که پیام های مهاری معمول پلاکت ها، پس از لخته سازی ایجاد نشود. این امر می تواند در افراد مبتلا به برخی از اختلالات متابولیکی و برخی از انواع بیماری های قلبی و عروقی اتفاق بیفتد.
انواع گروه های خون
در تاریخ پزشکی اولیه تصور می شد، که انتقال خون از یک شخص به فرد دیگر غیرممکن است. دلیل این امر این بود که، وقتی این اقدام انجام شد، بیشتر افراد مورد آزمون از بین رفتند.
با این حال، دانشمندان با گذشت زمان، وجود "گروه خونی" (Blood Types) را کشف کردند. چندین پروتئین اساسی سطح سلول های خونی ما را می پوشاند و به سیستم ایمنی بدن کمک می کند تا بین سلول های خونی خودی و خارجی تمایز قائل شوند. این پروتئین ها در گروه های خونی مختلف متفاوت هستند.
تلاش برای انتقال خون از نوع گروه خونی ناسازگار به فرد می تواند باعث ایجاد لخته در خون دریافت کننده شود که همین لخته شدن ممکن است کشنده باشد. خوشبختانه، امروزه پزشکان آزمایش های سریعی را برای تعیین نوع گروه خون بیماران انجام می دهند و کیس های خون را برای انتقال خون به ترتیب طبقه بندی می کنند تا بیماران از دریافت یک گروه خونی سازگار اطمینان یابند.
تصویر7: جدول سازگاری گروه های خونی
سه نشانگر پروتئینی گروه خونی رایج که تاکنون شناخته شده اند، پروتئین های A,B و Rh نامیده می شوند.
- پروتئین های A یا B می توانند منجر به ایجاد گروه خونی A,B,AB یا O شوند. زمانی که هیچگونه پروتئینی از جمله A یا B بر سطح سلول های خونی فرد وجود نداشته باشد، گروه خونی او O در نظر گرفته می شود. هر یک از این گروه های خونی همچنین می تواند از جهت داشتن پروتئین Rh، مثبت یا منفی باشد و این پروتئین منجر به تفکیک گروه های خونی به شکل AB + یا AB - می شود.
- گروه خونی O منفی به عنوان "دهنده جهانی" شناخته می شود. از آنجا که این گروه خونی، پروتئین A یا B ندارد و برای پروتئین Rh، منفی است، افراد از هر گروه خونی می توانند خون O منفی دریافت کنند، بدون اینکه پاسخ ایمنی نامطلوبی به پروتئین های خارجی آن داشته باشند. متاسفانه افراد با گروه خونی O منفی نیز کمترین دامنه انتخاب اهدا کننده احتمالی را برای خود دارند. این افراد با Rh منفی نمی توانند خون هایی با پروتئین A,B یا Rh را دریافت کنند. آن ها فقط می توانند از دیگر افراد با گروه خونی O منفی، خون دریافت کنند.
- گروه خونی AB مثبت، به عنوان گروه خونی "گیرنده جهانی" شناخته می شود. افراد دارای این گروه خونی می توانند از تمام گروه های خونی، خون دریافت کنند، بدون اینکه واکنش ایمنی در بدن آن ها ایجاد شود.