Ugrás a tartalomhoz

A sportmozgások biológiai alapjai I.

Csoknya Mária, Wilhelm Márta (2011)

Pécsi Tudományegyetem, Szegedi Tudományegyetem, Nyugat-Magyarországi Egyetem, Eszterházy Károly Főiskola, Dialóg Campus Kiadó-Nordex Kft.

Kötő- és támasztószövetek (tela conjuctivales)

Kötő- és támasztószövetek (tela conjuctivales)

A kötőszövetek az emberi szervezetben a legnagyobb gyakorisággal előforduló szövetféleség. A test mélyebb rétegeiben (felszín alatt) található. Sejteket, különböző szöveteket, néha szerveket kapcsolnak össze.

A kötőszövetek általános jellemzése:

  1. Sejtekből és sejtközötti állományból épül fel, ez utóbbi jelentősebb mennyiségű. A sejtközötti állomány két részre, nevezetesen egy alapállományra és különböző kötőszöveti rostokra osztható.

  2. A kötőszövetek a fejlődés során egymásba átalakulhatnak. Pl. felkarcsontunk helyén az egyedfejlődés során először kötőszövet, majd porcszövet és végül a csontosodás révén csontszövet található.

  3. Nagy az újraképződő (regenerációs) sajátossága, amiért is alkalmas a szervezetben előforduló kisebb, nagyobb hézagok pótlására. Pl. a combhajlító izom izombőnyéjének szakadása után a kötőszövet felszaporodik, a heg elmeszesedik.

  4. A kötőszövetek nagy része mesodermális eredetű.

Az ontogenezis folyamán először megjelenő, legprimitívebb kötőszövet a mesenchyma (3.3. ábra). Nyúlványos sejtekből és félfolyékony sejtközötti állományból áll. Ez később átalakul más kötőszövetté.

3.3. ábra - Mesenchyma

Mesenchyma

1: mesothel, 2: nyúlványos mesenchyma sejt, 3: sejtközötti állomány, 4: kapilláris, 5: osztódó mesenchyma sejt

A kötőszövetek csoportosíthatók, s így beszélhetünk:

  • valódi kötőszövetekről,

  • támasztószövetekről és

  • speciális kötőszövetekről.

A kötőszövet felépítése

A kötőszövetek közül a lazarostos kötőszövet minden kötőszövetféleség prototípusa, ezért először a szövet sejtközötti állományával és sejtjeivel ismerkedünk meg (3.4. ábra).

3.4. ábra - A lazarostos kötőszövet sematikus rajza

A lazarostos kötőszövet sematikus rajza

A sejtközötti állomány

A sejtközötti állomány vízben oldott anyagokból (alapállomány), és rostos organizációjú alkotórészekből áll. Az alapállomány félfolyékony, kocsonyaszerű. Vízben oldott, részben krisztalloidok, részben kolloidális állapotban lévő makromolekulák alkotják. Oldott anyagainak a szervezet vízháztartásában van nagy jelentősége.

Vízterek

A szervezet minden alapvető működése vizes közegben zajlik. A víz oldószer és reakcióközeg is. A sejtmembrán választja el egymástól az intra- és az extracelluláris teret (3.5. ábra).

Az extracelluláris tér egyik része az ereken belül található ún. intravasális tér (kb. 5%, kb. 5 l), másik része az interstitiális tér (kb. 18%) a sejtek közötti folyadékállomány, amelynek legnagyobb része a nyiroknedvet adja.

Egy átlagos férfi testtömegének kb. 55–63%-a víz (egy 70 kg-os ember esetén az extracelluláris víz 32 kg, az intracelluláris 12 kg). A nőké néhány százalékkal kevesebb. Ennek alapvető oka, hogy a nők szervezete kb. 10%-kal több zsírt tartalmaz, mint a férfiaké. A zsírszövet víztartalma a többi szövetéhez képest nagyon kicsi. Különböző típusú szöveteink víztartalma jelentősen különbözik egymástól (3.6. ábra).

3.5. ábra - A szervezet vízterei

A szervezet vízterei

Alapvető fontosságú, hogy a létező vízterek, bizonyos határokon belül, állandóak maradjanak. Ez a homeosztázis. A homeosztázis a belső környezet állandóságára való törekvést jelent, ami egy dinamikus folyamat. A homeosztázis vízforgalmi állandóságát izovolémiára (állandó térfogat) törekvésnek nevezzük.

3.6. ábra - Az ember különböző szerveinek, valamint néhány táplálék víztartalma

Az ember különböző szerveinek, valamint néhány táplálék víztartalma

Az ember napi vízforgalma 1500-3000 ml között változik. Ez azt jelenti, hogy a napi vízfelvétel és vízleadás egyensúlyban van. Szervezetünk ételeink (500-1600 ml) és italaink (800-1000 ml) fogyasztásával jut elsősorban vízhez. Nem szabad elfelejtenünk azonban, hogy a sejt alapvető működése a sejtlégzés (biológiai oxidáció) során jelentős mennyiségben termel vizet (200-450 ml) a széndioxid mellett. Az egyensúly megtartása érdekében a vesén keresztül a vizelet kiválasztás során (600-1600 ml), székletürítéssel (50-200 ml), valamint párologtatással (a tüdőn keresztül), ill. verejtékezéssel (mintegy 850-1200 ml) adunk le vizet.

Nagyobb fizikai terhelés, ill. az időjárás különböző hatásai ezeket az arányokat jelentősen megváltoztatják. A normális physiológiás változásokat euhydratios változásnak nevezzük (3.7. ábra). Az ettől jelentősen eltérő eseteket, dehydrationak (vízvesztés) vagy hyperhydratio (jelentős vízfelvétel) nevezzük. A dehydratio következtében a szervezet víztartalma kisebb a szükségesnél ( hypohydrált), amelyet megfelelő víz szervezetbe juttatásával ( rehydratio) szüntethetünk meg, állíthatjuk vissza az euhydratios állapotot. A bőrön keresztül a nem érzékelhető izzadás kb. 350 ml/nap (euhydratios változás a testtömeg 0,2%-a/nap). Nagy melegben ez akár 500-700 ml/nap víz elvesztését jelenti. A tüdőn keresztül kilélegzett levegővel távozó víz mennyisége kb. 250-350 ml/nap. Ez jelentősen módosul, ha tartósan beszél valaki (500-700 ml/nap). Aktív mozgás és nagy aerob terhelés (nagy oxigén igényű mozgás) esetén akár 3-5 liter vizet is veszíthet egy sportoló kilégzés során (jelentős mennyiségű), átlagos külső hőmérséklet és páratartalom mellett is egy liter/óra vízvesztéssel számolhatunk (maraton ill. ultramaraton futások esetében).

3.7. ábra - A szervezet víztereinek változásai

A szervezet víztereinek változásai

Nagy mennyiségű vizet veszíthetünk hányáskor, ill. hasmenéskor. Ez a betegség jellegétől függően napi 1500-5000 ml között is lehet (dehydratio). (Ne felejtsük el, hogy egy átlagos férfi vérmennyisége 5-5,5 liter.)

A levegő páratartalma szintén jelentősen megváltoztatja a vízvesztést. Nagy páratartalom (80-90%) kifejezetten gátja az izzadásnak, ill. a párologtatásnak. Jelentős vízvesztés akár egy fürdőszobamérleggel is mérhető. Általános szabály, hogy 0,5 kg testtömeg-csökkenés kb. 450 ml víz elvesztését jelenti. A jelentős vízvesztés nagy szomjúságérzettel is párosul. Fontos szabály, hogy pl. hányás és hasmenés esetén gondoskodni kell a sók pótlásáról is (ld. izotónia és izoiónia elve, Vér). Fontos tudni, hogy a különböző modern diétás rendszerek első hetének fogyása alapvetően a vízvesztés következménye, amely a diéta abbahagyásával szinte azonnal visszajut a szervezetbe.

Kötőszöveti rostok

A kötőszövet sejtközötti állományának másik részét a kötőszöveti rostok adják (3.4. ábra), melyeknek három típusa van, nevezetesen a kollagén, rugalmas és rácsrostok.

Kollagén rostokat másként enyvadó rostoknak is nevezik, mivel főzéskor enyvet adnak. Több mint tízféle kollagén rost típust ismerünk. Ezek közül az I. típus fordul elő az inakban. A kollagén rostok általában nyalábokba rendeződnek, melyek elágazódhatnak, de maguk a rostok elágazódást nem mutatnak. Kismértékben nyújtható, ami maximális terhelésnél 1-2%-ot jelent. Nagy szakító szilárdságú. Pl. az inak szakítási szilárdsága 100 kg/cm2.

Rugalmas vagy elasticus rostok. Általában vékonyabbak, mint a kollagén rostok. Magánosak (nem képez nyalábot), és az egyes rostok elágazódhatnak. Sem főzéssel, sem savakkal, lugokkal való kezeléssel nem vihető oldatba. Fizikai tulajdonságai közül nagymértékű nyújthatóságukat kell kiemelni. Eredeti hosszuk 150%-val is megnyújthatók. Szakító szilárdsága alacsony. Általában ott találhatók, ahol nagyfokú nyomásváltozás fordul elő, pl. az erek falában.

Rács vagy reticuláris rostok. A kötőszöveti rostok közül ezek a legvékonyabbak. A rostok szitaszerű hálót képeznek, innen az egyik nevük: rácsrostok. Izomrostokat, mirigyek secretios sejtcsoportjait hálózzák be. A hámszövet alatti bazális membrán is tartalmaz ilyen rostokat.

Kötőszöveti sejtek

A lazarostos kötőszövetben az alábbi sejtféleségek találhatók meg:

Fibroblastok (fibrocyta; 3.4. ábra) rostképző sejteknek is nevezik őket. A fibroblast a működő, míg a fibrocyta elnevezés a sejt nyugalmi állapotára utal. A kollagén rost alapegységek képzése sejten belül történik, amelyekből az extracelluláris térben majd összeáll maga a rost.

Macrophagok (histiocyta). Nagy falósejteknek is nevezik őket, szemben a microphag neutrophil granulocytakkal. Állábakat képezhetnek, melyek segítségével idegen anyagok bekebelezésére képesek (ld. „Immunfolyamatok”).

Immunkompetens sejtek. A kötőszövetben mindig megtalálhatók lymphocyták, melyek azonosak a vér lymphocytakkal. Funkcionálisan két formájuk – a B és T lymphocyták – ismert. Mindkettő gömbalakú, ugyancsak gömb alakú sejtmaggal. Rendkívül rugalmasak, ami lehetővé teszi, hogy átjussanak a kapillárisok falán (ld. „Vér”).

A természetes ölő NK (natural killer) sejtek. Nem specifikus sejtes immunválasz a testidegen sejtek elpusztítására. Elsősorban a vírussal fertőzött sejteket pusztítják. Hasonlítanak a lymphocytákhoz, de nem rendelkeznek a specificitáshoz szükséges sejtfelszíni receptorokkal, így a természetes immunítás részének tartjuk őket.

Eosinophil sejtek. Ugyancsak immunkompetens sejtek. Gömbölyűek, plasmájukban eosinnal pirosra festődő szemcsék találhatók. Amöboid mozgásra képes sejtek, melyek az érpályából képesek kilépni.

Hízósejtek. Viszonylag nagyméretű, kerek, vagy ovális egymagvú sejtek. A sejt plasmájában granulumok találhatók, melyek tartalmazhatnak véralvadást gátló heparint, vagy szerotonint, ill. hisztamint. Ez utóbbi anyag az allergiás reakciókban játszik szerepet. Vöröscsontvelőben termelődő, újabban a fehérvérsejtekhez sorolt sejttípus.

Zsírsejtek. Kerek sejtek, ahol a sejtmag perifériásan a sejthártya alatt található. Nagyobb mennyiségben fordul elő a bőr alatti kötőszövetben.

Pigmentsejtek. Nyúlványos sejtek. Sejtplasmájuk barna színű melanin granulumokat tartalmaz. Ilyen sejtek találhatók, pl. a szem szivárványhártyájában.

A valódi kötőszövetek típusai

Érett kocsonyás kötőszövet

Nagyon hasonlít a mesenchymához. Nyúlványos sejtekből áll. A sejtek között kocsonyás sejtközötti állomány található, amely kevés kollagén rostot is tartalmaz. Ilyen szövet van pl. a köldökzsinórban, ahol a sejtközötti állományt Wharton-féle kocsonyának nevezik, s ebbe ágyazódnak a köldökerek.

A lazarostos kötőszövet

Felépítésére az általános jellemzésnél leírtak érvényesek. Sejtközötti állománya, rostjai és sejtjei azonosak a fent említettekkel (3.4. ábra). Sejtes és rostos állománya a különböző szervekben változó lehet. Megjelenhet egységes kötőszövetes lemez formájában, vagy pl. savóshártya formájában is.

Tömöttrostos kötőszövet

A rostos kötőszövetek legrendezettebb formája, tipikus előfordulása az ínszövet. Itt a kollagén rostok nyalábokba rendeződnek, a nyalábok közötti üregekben a rostképző ún. ínsejtek találhatók.

Az inak külső felszínét a perimysium externum borítja, amely egy kb. 0,5 mm-es kötőszövetes hártya. Ebben egy suprahélix szerkezetű kettős rostrendszer húzódik. Ez a rostrendszer nyugalmi helyzetben kb. 60°-os szöget zár be a hossztengellyel. Az inak megfeszülése során a rostok elmozdulnak és ez a szög kb. 30°-ra csökken. A perimysium externum és az inak felszíne között egy proteoglikán tartalmú kocsonyás állomány található, melynek feladata a két réteg közötti elmozdulás biztosítása. A perimysium externum alatt helyezkedik el a perimysium internum, melynek rostjai behatolnak az ínrostok közé. Feladata az ínrostok és a perimysium externum közötti kapcsolat biztosítása, az ínnyalábok hüvelyezése.

Az ín makroszkópos és mikroszkópos szerkezete a sejtes elemen kívűl tehát ínnyalábokra, ínkötegekre, ínrostokra, ínfibrillumokra és subfibrillumokra bontható (3.8. ábra). Az ínrostok alapja az ún. I. típusú kollagén rost. Az ínrostok fibrillumai subfibrillumokból állnak, amelyet három I. típusú kollagén rost alfa lánca épít fel, tripla hélix formában (3.9. ábra). 5-8 tripla hélix molekula építi fel a subfibrillumokat. A tripla hélix láncok között is proteoglikán és összetett fehérjék adják a ragasztóanyagot. A subfibrillumok bonyolult fonatokat képeznek.

3.8. ábra - Az ínnyaláb felépítésének sematikus képe

Az ínnyaláb felépítésének sematikus képe

3.9. ábra - Az ínrost finomszerkezte

Az ínrost finomszerkezte

3.10. ábra - Az inak denaturálódása túlterhelés hatására

Az inak denaturálódása túlterhelés hatására

Ha az inakat extrém terhelésnek tesszük ki, a ragasztóanyagok denaturálódnak, a fonatszerű struktúra szétesik, „rojtossá” válik az ín (3.10. ábra). Több száz subfibrillum alkot egy fibrillumot. A fibrillumok szintén nem egyszerűen az ín hossztengelyével párhuzamosan futnak, hanem hosszirányban keresztezik egymást. A fibrillumok kb. negyede a hosszirányra merőlegesen tekeredik a fibrillumokra, gyűrűt képezve azok körül. Az ínrostok sem egyszerű párhuzamos elrendeződést mutatnak. A szerkezet további stabilizásását szolgálja, hogy az egyszerű kereszteződéstől a hajfonatszerű csavarodásig különböző módokon fonódhatnak egybe. Az ínrostok kb. 20%-a tér mindhárom irányába indulva további csavarodásokkal fut végig a rostrendszeren. Az ínkötegeket a perimysium internum választja el egymástól, ugyanakkor ezen keresztül a perimysium internumban futó rostok révén a kötegek együttes elmozdulása így biztosított. Az ínnyalábok szintén keresztezik egymást. Ez a szerkezet biztosítja az ín hihetelenül nagy szakítószilárdságát és erőálló képességét (ld. Az izmok működése).

Elasticus kötőszövet

A kötőszöveti alapállományban nagymennyiségű elasticus rost található, de ezek mellett kis számban kollagén rostok is előfordulnak. Ez a szövet olyan helyeken fordul elő, ahol jelentős nyomásváltozás jelentkezik. Ilyenek a vérerek, különösen az artériák fala.

Reticuláris rostos kötőszövet

A vérképző és lymphaticus szervek alapszövete. Sejtjei nyúlványos sejtek, a nyúlványok anasztomizálnak, s így egy laza szerkezetű szitaforma alakul ki. A reticuláris sejtek a reticuláris rostokat intracellulárisan termelik, melyek a sejtből kikerülve tovább szűkítik a sejtek által kialakított ún. szita üregeket, melyekbe vérképző vagy lymphaticus sejtek csoportjai telepszenek be.

Támasztószövetek

Chordoid szövetek

A szűkebb értelemben vett kötő- és a támasztószövetek közötti átmenetet képviselik. Ide tartozik a chordaszövet és zsírszövet.

Chordaszövet

A vázrendszer első primitiv támasztószövete. Előfordul a gerinchúrban. A kezdetben kerekded sejtek sejten belüli és sejten kívüli váladékot is termelnek. A sejten belüli váladék a sejtmagot közvetlenül a sejthártya alá nyomja, míg a sejten kívüli váladék nagyrészt a chordasejteket veszi körül egységesen, s alakítja ki a primér chordahüvelyt. A sejtek turgora biztosítja a szövet támasztó funkcióját.

Zsírszövet

A sejtek cytoplasmájában zsírcseppek találhatók, amelyek az életkor előrehaladtával fokozatosan összeolvadnak. A sejtek pecsétgyűrű-formát mutatnak (3.11. ábra), mert a centrális helyzetű zsíranyag a sejtmagot a sejthártyához nyomja. A sejtek mellett a sejtközötti állományban kis kollagén rost nyalábok, néha elasticus rostok figyelhetők meg. A zsírszövetnek két formája ismert, nevezetesen a barna és a sárga zsírszövet.

3.11. ábra - A zsírszövet kis (A) és nagy nagyítású (B) képe

A zsírszövet kis (A) és nagy nagyítású (B) képe

A nyilak a sejtmagokra mutatnak.

Barna zsírszövet

Jellemzője, hogy a sejtekben a zsírcseppek különállóak, és közöttük nagy mennyiségben mitochondriumok is előfordulnak, amelyek a biológiai oxidáció enzimjeit tartalmazó sejtorganellumok. A barna zsírszövetnek a hőtermelésben van szerepe, főleg újszülötteknél található nagyobb mennyiségben (hőtermelés fontos!).

A sárga zsírszövet

Felépítése az előzőhöz hasonló azzal az eltéréssel, hogy a sejtekben nincsenek mitochondriumok. A sárga zsírszövet zsírraktár, de jelentős a hézagtöltő és támasztó funkciója is.

Porcszövetek

Sejtből és sejtközötti állományból áll, ez utóbbi keménysége biztosítja a szövet nagyobb szilárdságát. A porcsejtek nyúlvány nélküli sejtek. A porcszövet szerkezetére a territoriális felépítés jellemző. Ez azt jelenti, hogy az alapállományban sejtcsoportok (általában 4 sejt) alkotnak egy territoriális egységet, a chondront. A porcsejtek az alapállomány üregeit nem töltik ki teljesen, így körülöttük egy ún. porcudvar alakul ki. Az üreg széle a porctok. A territóriumok között interterritóriális sejtközötti állomány található, melyben kötőszöveti rostok vannak.

Ha a sejtközötti állomány fénymikroszkóp alatt egyneműnek tűnik, mivel kevés kötőszöveti rostját az alapállomány elfedi, akkor üveg, vagy hyalin porcról beszélünk (3.12. ábra, A. kép). Ilyen porc található, pl. az ízesülő csontvégeken.

Ha az alapállományban fedetlenül rostok láthatók, akkor rostos porcokról beszélünk. Ha ezek a rostok kollagének, akkor a porc kollagén rostos porc (3.12. ábra, B. kép). Ilyen porc pl. a csigolyaközti porckorong. Ha az alapállományban rugalmas rostok dominálnak, akkor rugalmas rostos porcról (rugalmas porc; 3.12. ábra, C. kép) beszélünk.

3.12. ábra - Porcszövetek

Porcszövetek

A: hyalin porc, B: kollagén rostos porc, C: rugalmas rostos porc

A porcszövetben erek nincsenek, táplálása a porchártya erei felől diffúzióval történik, ezért a porcszövet anyagcseréje igen lassú. Ennek a lassú anyagcserének a következménye, hogy a porcok könnyen degenerálódnak. Ez jelentkezhet meszesedés és azbesztes elváltozás formájában. Meszesedés pl. a patellanál figyelhető meg, ami „túledzéskor” jelentkezik. Ilyenkor a porc alsó részébe nagyobb mennyiségű mész rakódik le. A meszesedés kezdeti formája az azbesztes elváltozás.

Csontszövetek

A csontszövet kétféle formában a tömör vagy kompakt ( substantia compacta) és szivacsos (substantia spongiosa) formában fordul elő. A két forma a különböző csontípusokban másként és másként helyezkedik el. Mi egy hosszú csöves (pl. combcsont) és egy lapos csont (pl. koponyatető csontok) eseteiben mutatjuk be a kétféle csontszövet elhelyezkedését.

Egy hosszú csöves csont diaphysisében a csonthártya alatt kompakt csontszövet található, ami gyűrűszerűen veszi körül a csontvelő üregét. Lapos csontoknál a csonthártya alatt található a tömör csontszövet. A csontszövet építő egységei az osteonok, amelyek egy a csont hossztengelyével nagyjából párhuzamosan rendeződő ún. Havers-csatorna körüli koncentrikus lemezrendszerből állnak. A koncentrikusan rendeződő lemezeket felépítő kollagén rostok (ezeket a rostokat tulajdonképpen osteokollagéneknek nevezzük, mert nem fibroblastok, hanem csontképző sejtek hozzák létre) egy-egy lemezen belül párhuzamos lefutásúak, a két szomszédos lemez rostjainak irányultsága egymáshoz képest 90 fokkal tér el. Ezeket a lemezeket rájuk merőlegesen kis csatornák járják át, melyek a csontüregecskékből erednek. A csontüregecskékben találhatók a csontsejtek (osteocyták), melyek nyúlványai a kis csatornákba is behatolnak. A Havers-csatorna és a körülötte elhelyezkedő lemezrendszer (laminae speciales) együtt egy osteont ad (3.13. ábra, A. kép). Ezek a tömörcsontszövet középső részén figyelhetők meg.

A Havers-csatornákban erek találhatók. Ezeket a csatornákat egymással ill. a csonthártya és a csontvelő ereivel a Volkmann-csatornák kötik össze (3.13. ábra, B. kép). A kompakt csontszövet külső felszínén, azzal párhuzamosan 4-6 rétegben lemezrendszer, az ún. külső általános lemez (laminae generales externae) helyezkedik el. Ezekben a lemezekben Havers-csatorna nincs.

A csöves csontok belső, velőüreg felé eső felszínén az előbbiekhez hasonló lemezrendszer figyelhető meg, ezek a belső általános lemezek (laminae generales internae).

Az előbb említett három lemezrendszer nem tölti ki teljesen a csontszövet állományát, a maradék helyen még egy lemezrendszert tudunk elkülöníteni, nevezetesen a közbeiktatott lemezeket ( laminae intercalares).

A csontüregecskék és az osteokollagén közötti részbe rakódnak le a csontszövet keménységét adó mészsók. A csontüregecskék az alapállományban levő üregek, melyeket élő állapotban nyúlványos csontsejtek töltenek ki.

A csont lemezrendszereitől függetlenül a csontszövetben, főleg annak csonthártyával határos részén, kollagén rostok találhatók, melyek a csontszövetbe hatolnak. Ezek az ún. Sharpey-féle rostok. Ezek főleg a csonthártyának az ízvégek felőli részénél, az izomtapadási és eredési helyeinél találhatók és az izmok szorosabb rögzítését biztosítják.

3.13. ábra - A csontszövet keresztmetszetén egy osteon nagyított képe (A), és a tömör csontszövet hosszmetszete (B)

A csontszövet keresztmetszetén egy osteon nagyított képe (A), és a tömör csontszövet hosszmetszete (B)

A szivacsos csontállomány a csöves csontok két végén az epiphyisek területén található. Ez tulajdonképpen csontszövetből álló gerendák szövedéke, melyek hézagait a vöröscsontvelő tölti ki. Lapos csontok esetében (pl. koponyatető csontok) a csont külső és belső felszínén vékony tömör csontszövet réteg található, és közöttük helyezkedik el a szivacsos csontszövet.

Speciális kötőszövetek

A speciális kötőszövetekhez sorolható: a vér és a nyirok.

A vér (sanguis)

Mint a kötőszövetek általában a vér is sejtekből és sejtközötti állományból áll. Ez utóbbi a vérplasma, míg a sejtek a vér alakos állományát alkotják. A két összetevő aránya a 3.14. ábrán látható.

3.14. ábra - A vérplasma (55%) és a vér alakos elemeinek (45%) aránya

A vérplasma (55%) és a vér alakos elemeinek (45%) aránya

a./ A vérplasma

90%-a víz. Valódi és kolloidális oldott állapotban sokféle anyagot tartalmaz, így gázokat, elektrolitokat, bomlástermékeket, tápanyagokat, hormonokat (pl. szteroidokat). Fontosabb ionjai Na+, K+, Cl, Ca2+, Mg2+, HCO3 . Nagy molekulájú anyagai plasmaproteinek, immunglobulinok, glükoproteidek, szteroidok, fibrinogén. Ezen kívül vérfehérjéket, más szerves anyagokat, valamint szervetlen sókat tartalmaz. A vérfehérjék: a fibrinogén (kb.5%), albumin (kb. 60%) és a globulinok (35%). A vérplasmában különböző fehérje bomlástermékek, zsírok, lipoidok (koleszterin), cukor, tejsav, különböző hormonok, véralkohol, oxigén és széndioxid is található.

A fibrinogén a véralvadásban játszik fontos szerepet. Az albumin viszonylag kis molekulasúlyú fehérje. Az albumin a vér osmoticus koncentrációjának fenntartásában és tartalék fehérjeként játszik fontos szerepet. A globulinok (alfa, béta és gamma) a szervezet védekezésében fontosak. Termelődésük fokozódásával a szervezet védekező képessége megnő a fertőző betegségekkel szemben.

b./ A vér alakos elemei

A vér alakos elemei a vértérfogat 45%-át adják. Ezek a vörösvértestek, fehérvérsejtek és a vérlemezkék. Az alakos elemek egymáshoz viszonyított arányát a 3.15. ábra mutatja.

3.15. ábra - A vér alakos elemeinek egymáshoz viszonyított aránya

A vér alakos elemeinek egymáshoz viszonyított aránya

A vér speciális kötőszövet, melynek szövetközti tere folyadék. Ez a vérplasma. A szöveti sejtek pedig a vér alakos elemei. A vérplasma és a sejtes elemek arányát a hematokrit érték adja meg. A hematokrit értéke nőkben és férfiakban különböző. Férfiakban ez általában 42-47%, nőkben 38-45%. A tűréshatár azonban igen nagy, normál vérkép esetén 37-50%-ig elfogadott. A hematokrit értéknek a sportolóknál is nagyon fontos szerepe van. Túl alacsony alakos elem tartalom a vér oxigén-szállító képességét rontja, a túl magas a véráramlás tulajdonságait változtatja meg. Nő a vér viszkozitása, ami növeli a súrlódást a vér és az érfal, ill. a vérsejtek között is. Ez tovább fokozza a terhelést a szervezetben, aminek a keringés összeomlása, ill. trombusok (vérrögök) kialakulása lehet a következménye. Emiatt veszélyes a vérdopping.

A vérdoppingnak két formáját különböztetjük meg. Az egyik esetben vért vesznek a sportolótól (kb. 500 ml-t). Ezt a vérhiányt a szervezet fokozott vörösvértest termeléssel helyreállítja, majd a verseny előtt a levett vért visszajuttatják a szervezetbe. Ez vértérfogat és viszkozitás növekedést is okoz.

A másik esetben erythropoetin nevű hormont adagolnak, ami felelős a normális vérképzésért is. Nagyobb dózisban adagolva vörösvérsejtszám növekedést lehet elérni. Mindkét eset hematokrit méréssel is tetten érhető. Egyes sportágakban a doppingvizsgálatokhoz a hematokrit mérése szorosan hozzátartozik. Az 50% fölötti értéket kizárás és szankcionálás követi. Természetes úton is el lehet érni hematokrit érték növekedést pl. magaslati edzésekkel. Ennek során az oxigén-hiány hatására fokozódik a vörösvértest termelés a szervezetben.

Vörösvértest ( erythrocyta, 3.16. ábra): bikonkáv alakú, azért mert a sejt közepe vékonyabb, mint a széle. Oldalról babapiskóta formát mutat. Magvatlan sejt. Magját még a vöröscsontvelőben, az érés során elveszti. Élettartama kb. 120 nap. A lép és a máj sinusainak macrophag sejtjei semmisítik meg. Számuk férfiakban 5,0-5,5 millió/mm3, nőkben 4,5-4,8 millió/mm3. A normál értéknél alacsonyabb vörösvérsejt szám vérszegénységben és vashiányos állapotban figyelhető meg. A vörösvértestek mérete kb. 7 μm. A sejtek rendkívül rugalmasak, ezért a szűk átmérőjű kapillárisokon is áthaladnak. Plasmájukban vastartalmú hemoglobin található, ettől kapja piros színét. A hemoglobinban szabad vegyértékkel rendelkező vas az oxigénnel könnyen bomló kötést ad, feladata a légzési gázok szállítása. A vörösvértestek a hemoglobin mellett számos enzimet is tartalmaznak. Ezek a glükolízissel és az iontranszporttal kapcsolatosak.

3.16. ábra - Vérkenet részletek (minden képen vörösvértestek mellett különböző fehérvérsejtek láthatók)

Vérkenet részletek (minden képen vörösvértestek mellett különböző fehérvérsejtek láthatók)

A: neutrophil granulocyta, B: eosinophil granulocyta, C: basophil granulocyta, D: monocyta, E: kisméretű-, F: nagyméretű lymphocyta

Fehérvérsejtek ( leucocyta). Festékanyagot nem tartalmazó mindig magvas sejtek. Heterogén csoport. 1 mm3 vérben számuk 6 000-8 000. Csoportosításuk többféle szempont szerint történhet. Legismertebb felosztás, amikor azt vizsgáljuk, hogy a sejtek plasmájában található-e szemcse (granulum) vagy sem. Ennek alapján a fehérvérsejtek lehetnek szemcsézetlen plasmájú agranulocyták, és szemcséket tartalmazó granulocyták. Megoszlásukat az 1. táblázat mutatja.

Az agranulocyták további két alcsoportra, a lymphocytákra és a monocytákra oszthatók.

Lymphocyták. A fehérvérsejtek 30-40%-a. Kerek sejtek. Magjuk szinte kitölti a sejtet. Méretük szerint kis és nagy lymphocytákról (1. táblázat, 3.16. ábra, E. és F. képei) beszélünk. Átmérőjük 6-8 µm. Nyirokerekből kerülnek a vérbe.

A monocyták (1. táblázat, 3.16. ábra, D. kép) a legnagyobb méretű fehérvérsejtek (15-20 µm). A fehérvérsejtek 3-8%-a. Magjuk babalakú és excentrikus elhelyezkedésű. Gyulladás esetén kilépnek az érpályából és kötőszöveti macrophagokká alakulnak.

A granulocyták kerek sejtek, magvaik lebenyezettek. A szemcsés fehérvérsejtek a továbbiakban a szemcsék festődése alapján neutrophil, eosinophil, basophil granulációjú típusokra oszthatók. A neutrophil granulocyták (1. táblázat, 3.16. ábra, A. kép) a szervezet védekező elemei közé tartoznak. Szegmentált magjukról és szürkéskékre festődő cytoplasma granulumaikról könnyen felismerhetők. Microphagoknak is nevezik őket, a micro jelző méretükre, míg a phag szó arra utal, hogy idegen anyagok bekebelezésére képesek.

Az eosinophil granulocyták (1. táblázat, 3.16. ábra, B. kép) tagolt magja a pápaszemre (szemüveg) emlékeztet. Granulumai eosinnal pirosra festődnek. Allergiás megbetegedés esetén számuk a vérben megnő. Átmérőjük 12-14 µm.

3.1. táblázat - A fehérvérsejtek és jellemzőik

SejttípusSzázalékos előfordulásukA sejtmag alakja és a sejtek festődési tulajdonságaiFunkció
Neutrophil granulocyta55%Karélyozott sejtmag, Neutrális festékekkelElsősorban baktérium phagocytosis
Eosinophil granulocyta2,5%Karélyozott sejtmag, Savas festékekkelElsősorban antigén-antitest kapcsolat utáni phagocytosis
Basophil granulocyta0,5–1%Karélyozott sejtmag, Bázikus festékekkelElsősorban histamin ürítés
HízósejtFőként savas festékekkel szövetekben találhatóAllergiás reakciókban
Monocyta4%Legnagyobb sejttípus, granulumok nélkülSzövetekbe kilépve macrophaggá válik. Baktérium és vírus bekebelezés
Szöveti macrophagEnyhén savas festékekkel különböző szövetekbenBaktérium és vírus phagocytosis
B-lymphocytaÖsszesen 30–35%Plasma nem festődikPlasmasejt és antitest termelés
T-lymphocytaPlasma nem festődikVírusok elpusztítása, memóriasejtek termelése


Basophil granulocyták (1. táblázat, 3.16. ábra, C. kép), a neutrophil szemcsés fehérvérsejtekkel nagyjából azonos méretű sejtek. Ezeknek a magja is szegmentált. A plasmában található szemcsék azurkéken csillognak kenetfestés után. Átmérőjük 8-11 µm.

Vérlemezkék ( thrombocyták). Magvatlan plasmarészek. 2-4 µm nagyságúak, számuk: 150 000-300 000/mm3. Élettartamuk 2-4 nap. Szerepük a véralvadásban van (ld. „Véralvadás”).

A vér, a homeosztázis fenntartásában alapvetően szállító funkcióin keresztül vesz részt (3.17. ábra). Az anyagszállítás miatt a vér összetétele jelentősen változhat, de az izoionia (ion-összetétel állandósága), az izoosmosis (osmoticus koncentráció állandósága), ill. a hidrogén ion koncentráció ( pH-szabályozás) állandóságának fenn kell maradni.

Mind a vérplasma, mind a sejtes elemek részt vesznek az anyagok szállításában. A vérplasma adja tehát a vér kb. 55%-át. Ennek mintegy 91%-a víz, a maradék 7% fehérje, ill. 2% adja a vízben oldott elektrolitokat, tápanyagokat és a vérrel szállított hormonokat.

pH-szabályozás

A pH a hidrogén-ion koncentráció negatív tizes alapú logaritmusa (pH = –lg [H+]). Az ion-háztartás homeostasisában (izoionia) erről a rendszerről külön beszélünk (3.18. ábra).

3.17. ábra - A vér által szállított anyagok

A vér által szállított anyagok

3.18. ábra - A víz disszociációja

A víz disszociációja

A vér pH-ja normál körülmények között enyhén lúgos 7,35-7,45 között változik (3.19. ábra). Ha a vér pH-ja savas irányba tolódik, acidózisról, és ha lúgos irányba, alkalózisról beszélünk. A hidrogén-ion koncentrációjának megváltozása a legtöbb enzimatikus folyamatra gátló hatású, ezért nagyon fontos a pH szigorú szabályozása.

Ennek érdekében puffer-rendszerek működnek a szervezetben. A puffer egy gyenge sav erős bázissal képzett sója, vagy fordítva. Ezek a sók általában nagy mennyiségben képesek H+ felvételére anélkül, hogy szerkezetük, vagy a környezet pH-ja megváltoznék. A vér puffer-rendszereihez tartozik a bikarbonát (szénsav)- puffer, a foszfát-puffer és a vérplasma néhány fehérje alkotórésze mellett a hemoglobin is.

Az alábbi egyenlet adja a szénsav-puffer működési elvét:

H+ + HCO3 <= H2CO3 => H2O + CO2

A hidrokarbonát ion a hidrogén ionokat eliminálja a vérből. A keletkezett szénsavból a széndioxid kilégzéskor a légtérbe kerül. A felesleges víz a térfogat-homeosztázisában tárgyalt rendszereken keresztül ürülhet ki a szervezetből.

A foszfát-puffer a Na2HPO4, ill. a NaH2PO4, és más foszfátsók oldása során képződő negatív töltésű hidrogénfoszfát ionok H+-ion felvevő képességén alapszik (sosem foszforsav!).

H+ + HPO42– → H2PO4

E puffer-rendszer segítségével is szabályozódik a hidrogén ionok ürítése a vese distális tubulusaiban.

A vérplasma fehérjéi szintén fontos szerepet játszanak a pH-szabályozásban. Az albuminok mennyiségük, moláris koncentrációjuk, valamint térszerkezetük alapján is a legfontosabbak ebben a tekintetben. Nem szabad megfeledkeznünk azonban a hemoglobin (Hb) molekula puffer-kapacitásáról sem. Ez a molekula alapvetően az O2 szállításért felelős. Ha azonban éppen nem tartalmaz kötött oxigént, akkor képes a H+ ionok megkötésére:

H+ + Hb → HHb

Ekkor azonban nem képes oxigén megkötésére mindaddig, amíg a H+ iont le nem adja. Nagy és tartós terhelés esetén ennek a Hb-nak hidrogén ionnal való telítődése is hozzájárul az oxigén felvevő képesség romlásához, ílymódon a teljesítmény romlásához, ill. a teljes kifáradáshoz.

3.19. ábra - Különböző anyagok pH-jának és H+ ion koncentrációjának összehasonlítása a vér hasonló értékeivel

Különböző anyagok pH-jának és H+ ion koncentrációjának összehasonlítása a vér hasonló értékeivel

A működő izom cytoplasmájának pH-ja 6,8 körüli érték. Ennek oka a glikolízis során a tejsav (laktát) termelődése és felhalmozódása, elsősorban az anaerob körülmények között végzett munka során. A laktát a keringésbe kerül, majd onnan a májba, ahol a köztianyagcsere során átalakul piroszőlősavvá. Nagy terhelés hatására a működő szívizomsejtek nagy mennyiségben vesznek fel tejsavat és használják fel. A nagy mennyiségű tejsav a vér pH-jának változását idézi elő. Így a vér pH-jának ismeretében a vér-tejsav szintje megbecsülhető, ill. fordítva, a vér-tejsav szintjének ismeretében pH-ja becsülhető meg (3.20. ábra). Nyugalmi állapotban a vér laktát szintje 0,63-2,44 mmol/l (pH ≈ 7,44). Egy maximális intenzítású 200 m-es úszás során a laktát-szint jó anaerob kapacitás és jó teljesítmény mellett 9,5-10 mmol/l-re változhat (pH 7,3). Egy maratoni, egy ultramaratoni futó, vagy egy ironman vérének savasodása még jelentősebb. A 20 mmol/l körüli tartomány a vér pH-ját 7,0 körüli értékre változtatja. Ez a legtöbb ember esetében szédülést, nagyon rossz közérzetet, esetleg ájulást is okoz. Ez az alacsony pH a fent említett sportágak képviselőinél nem okoz tüneteket. Az acidózis fokozódása 20-30 mmol/l laktát-koncentrációt jelent. A vér pH-ja ez esetben 6,8 körül van, amely a legtöbb embernél azonnali kómát vagy halált okoz. Vannak azonban olyan élsportolók, akik egy versenyt ilyen vér pH mellett fejeztek be, és ezt súlyosabb élettani következmények nélkül élték túl.

3.20. ábra - A vér pH-ja és tejsav koncentrációjának összefüggése

A vér pH-ja és tejsav koncentrációjának összefüggése

A: A vér pH változása a laktát koncentráció függvényében, B: a pH és az edzésintenzitás összefüggése

Az alkalózis ritkább folyamat a szervezetben. Kialakulása elsősorban a jelentős mennyiségű széndioxid kilégzéséhez köthető. Ez előfordulhat fúvós hangszereken történő tartós muzsikálás, ill. magaslati edzés során. Magaslaton a levegő O2 tartalma kisebb, ez oxigénhiányhoz vezet, amelyet elsődlegesen szaporább légzéssel kompenzál a szervezet. A kilégzés gyakorisága és mélyülése következtében csökken a vér CO2 tartalma, a vér lúgosodik. Ennek hatására a szervezet adaptálódása a pH visszaállítása érdekében HCO3-ion ürítésével történik a vesén keresztül. Ehhez néhány napra van szükség. Mind az acidózis, mind az alkalózis létrejöhet az oxigén és széndioxid csere vagy az anyagcsere változása következtében (légzési és metabolikus acidózis, alkalózis; ld. Sportmozgások biológiai alapjai II. „Légzőszerdszer” c. fejezetében).

Az ionösszetétel állandóságára való törekvés az intracelluláris és az extracelluláris tér különbözőségét is jelenti. Mind a kationok, mind az anionok eloszlása fontos a sejtek működése, transzport- ill. enzimatikus folyamatai szempontjából. A különböző testfolyadékok és a sejtek ionösszetétele nagyon különböző lehet (2. táblázat).

Az osmoticus viszonyok állandóságához (izosmosis) a Na+-ion koncentráció szabályozása is hozzátartozik.

Különböző fajokban százalékos eltérések lehetnek, de az emlősök általában 0,9%-os NaCl-oldat tartalmú vérplasmával rendelkeznek. Ennek a koncentrációnak a sejten belüli és sejten kívüli terekben is azonosnak kell lennie ahhoz, hogy a sejt működése, térfogata stb. ne változzon. Ezt az állapotot izotóniás állapotnak nevezzük.

3.2. táblázat - Az ember vérplasmájában és az izomsejtek cytoplasmájában lévő ioneloszlások

IonokVérplasma (mM)Izomsejtek cytoplasmája (mM)
Kationok
Na+14212
K+4150
Ca++54
Anionok
Cl1034
HCO32612
Fehérje1654


Abban az esetben, ha az oldott anyag koncentrációja csökken a sejten kívüli térben (hypotóniás oldat) a koncentráció-kiegyenlítődés érdekében víz áramlik a sejt belsejébe ( osmosis), így a sejt megduzzad. Ha az extracelluláris térben az oldott anyag koncentrációja nagyobb lesz (hypertóniás oldat), mint az intracelluláris térben, a víz kiáramlása miatt a sejt zsugorodik. Mindkét esetben a térfogat változásával a sejt működése is megváltozik, szélsőséges esetben a sejt membránja felszakad. (Pl. ha 0,4%-os NaCl oldatba helyeznénk őket.).

A vörösvértestek feladatai

A vörösvérsejtek sejtmagjukat érésük során elvesztik. Ez azzal az előnnyel jár, hogy a sejtmag helyére hemoglobin épülhet be. A vörösvértest alapvető feladata az oxigén és a széndioxid szállítása. A hemoglobin az O2-t molekuláris formában, és nem kovalens kötéssel köti meg.

A hemoglobin térszerkezetét tekintve gömbszerű fehérje, amelynek nem-fehérje természetű része a hem. A hemoglobin egy négy funkcionális egységből felépülő molekula. Ez a négy alegység (tetramer) nem kovelens kötéssel kapcsolódik egymáshoz (3.21. ábra). A hemoglobin hem része, amely Fe3+-ionja segítségével köti meg az oxigént, kovalens kötést is képes kialakítani pl. a szénmonoxid molekulával. Ez a kötés nagyon stabil, s emiatt a megkötött CO molekula napokig nem válik le a hemoglobinról. Emiatt nagyon veszélyes a CO mérgezés, mivel oxigén adagolásával nem szorítható le a hemoglobin molekuláról. A hemoglobin tetramer szerkezete biztosítja annak O2-megkötő tulajdonságait. A négy molekula kaszkád-rendszer alapján köti meg az oxigént. Az első molekula nehezen, a második könnyebben, a harmadik ezek után még könnyebben, a negyedik molekula pedig a leggyorsabban képes az O2 megkötésére. Ugyanez zajlik az oxigén leadásakor is.

3.21. ábra - A hemoglobin tetramer szerkezete

A hemoglobin tetramer szerkezete

Egy hetven kilós ember szervezetének teljes vastartalma kb. 4 g, melynek 70%-a hemoglobinban található. A szervezet normális működéséhez 10-15 mg vasat igényel naponta. Ehhez kb. a tízszeresét kell bevinni a szervezetbe, a vas felszívódása ugyanis kis hatásfokú. A nőkben még ez a mennyiség is kevésnek bizonyul, mivel menstruáció, terhesség, vagy női sportolóknál a nagy terhelés, esetleg a magaslati edzés tovább fokozza a vas-szükségletet (kb. 25-35 mg/nap). A vas felszívódása csak egy speciális szállítórendszer segítségével jön létre. A vékonybél proximális szakaszában ferro (Fe2+)-ionná redukálódik. Ekkor a ferritin nevű szállító-fehérjéhez kapcsolódik, amely átszállítja a bél falán és átadja a transzferrin nevű szállítófehérjének (ld. „Vérplasma”). A transzferrin a vasat csak ferri (Fe3+) formában képes felvenni és szállítani. A vérplasmából a vas az ún. vasraktárakba (lép, máj, vöröscsontvelő) jut. A hemoglobinon kívül a vas fontos építőanyaga még a mioglobinnak, a citokrómoknak is.

A hemoglobin kiszabadul a vörösvértestből annak elpusztulásakor. Physiológiás körülmények között a hem bilirubinná alakul, mely az epében (epefesték) raktározódik, ill. ürül a vékonybélbe. Ott tovább bomlik sterkobilinogénné, ami a széklet színező anyagát adja.

A vörösvértestek O2-szállító funkciója miatt nagyon lényeges, hogy számuk a normál tartományon belül maradjon. A vörösvértestek számának, és így a hemoglobin tartalom csökkenésének következtében vérszegénység ( anemia) alakul ki. A vérszegénység kialakulásának okai lehetnek:

  1. A vörösvértestek pusztulása (pl. az osmoticus viszonyok megváltozása, vagy májbetegségek stb. miatt).

  2. Jelentős vérvesztés (pl. sérülések, nagy vérveszteséggel járó mentsruációk).

  3. A csontvelő működési defektusai.

  4. Erythropoetin vesztés, amikor nem megfelelő vérsejttermelés alakul ki. Pl. vesebetegeknél.

  5. Étrendi problémák (pl. vashiányos étkezés, vasfelszívódási zavar, B12-vitamin, ill. folsav hiány).

Egy normál vérképben erről felvilágosítást ad a hematokrit-érték mellett a hemoglobin (37,7-50 mg/l) és a vörösvértest mennyiség, a vörösvértest átlagos térfogata (= MCV), amelyet úgy kapunk meg, hogy a hematokrit értéket elosztjuk a vörösvértest számmal [(80-97 fl (femtoliter); ld. Ángyán: Sportélettani vizsgálatok].

Abban az esetben, ha az anemia gyógyszerek szedése mellett sem, vagy csak kis mértékben javul, akkor a vérben mérhető Fe-szállító fehérjék mennyiségét is megmérik (pl. transzferrin). A vas felszívódását gátolhatják különböző élősködők is a bélben.

A vörösvértesteket érintő betegség a sarlósejtes vérszegénység (3.22. ábra). Ez a vörösvértestek alakját érintő probléma monogénesen (egy gén, allélpár), domináns-recesszív módon öröklődik. A génhiba a hemoglobin aminosav sorrendjét érinti (glutamin helyett valin van), melynek következménye a hemoglobin alakjának és oxigénmegkötő képességének megváltozása. Az oxigénmegkötő képesség csökkenése okoz tüneteket: így ha az O2 parciális nyomása csökken, ill., ha acidózis alakul ki. Mindkét esetben a vörösvérsejtekben lévő hemoglobin molekulák aggregálódnak (összecsapzódnak), melynek következtében a vörösvérsejt alakja sarló, vagy félhold formájúvá változik. Innen ered a betegség neve is.

A vörösvértest membránja merevvé válik és könnyen „törik”. A merev membrán miatt a vörösvértest nem tud áthatolni a hajszálereken, törése következtében pedig a vörösvértest elpusztul, a hemoglobin szabadon áramlik a vérplasmában. Az immunrendszer RES-ben lévő sejtjei pusztítják a kóros sejteket.

3.22. ábra - A sarlósejtes vérszegénység öröklésmenete

A sarlósejtes vérszegénység öröklésmenete

A sarlósejtes vérszegénységet hordozók túlélési esélyei jelentősen javulnak pl. Afrika malária-fertőzött vidékein. A beteg vörösvértest a malária parazita szaporodási ciklusához szükséges környezetet nem tudja biztosítani. A sarló alakú vörösvértestben ugyanis felborul az ioneloszlás, kálium ionok szöknek folyamatosan a sejtből. A betegséget hordozók tehát nagy valószínűséggel nem lesznek maláriásak. Afrika egyes területein a lakosság 60%-a HbS alléllel bír. Az amerikai-afrikai lakosságban ez a hibás allél már csak 10%-ban található.

Vércsoportok

A vörösvértestekhez szorosan kötődő tulajdonság. Minden élő sejt felszínén léteznek glikoproteinek, amelyek szerkezete az adott fajra, vagy az adott egyedre jellemzőek. Ezek segítenek a „saját” és „nem saját”, azaz idegen sejtek, anyagok felismerésében. Ezek az anyagok nemcsak a vörösvértest membránján találhatóak, hanem az egyed minden sejtjén. Antigéneknek vagy agglutinogéneknek nevezzük őket, mert alkalmasak más anyagokhoz való kötődésre, kicsapódásra (agglutináció). Azokat a fehérjemolekulákat, amelyek a kicsapódást elősegítik ellenanyagoknak ( agglutinin, antitest) nevezzük. Ha nem a saját antigén-szerkezetű molekulákat talál szervezetünk egy sejten, azt testidegennek fogja tekinteni, ellenanyagaink segítségével elpusztítja azt. Ez a vércsoportok esetében sincs másként, emiatt nagyon lényeges ismerni egy személy vércsoportját pl. vérátömlesztés (transzfúzió) előtt.

Valójában nem vércsoportról, hanem vércsoport-rendszerekről beszélünk. Ezek közül a legismertebbek, és leggyakrabban használatosak az AB0 és az Rh-vércsoport rendszer. Egypetéjű ikrek vércsoportja azonos. A vörösvértest felszínén jelen lévő glikoproteinek közül az A és a B vércsoportot meghatározók egyforma erősségű domináns gének. Mivel AB-vércsoport is létezik a két antigén a kodominancia elve alapján (azonos érvényre jutás) öröklődik. A 0-ás-vércsoport recesszíven öröklődik, ebben az esetben gyakorlatilag hiányzik a vörösvértest felszínéről az agglutinogén (3.23. ábra).

3.23. ábra - Vércsoport antigének és antitestek

Vércsoport antigének és antitestek

A vörösvértest felszínén 0-ás vércsoport esetén nincs antigén, tehát nem tud ellenanyag hozzákapcsolódni. Az AB-vércsoportúaknál mindkét antigén jelen van a vörösvértest felszínén, de mivel nincs antitest (ellenanyag) a vérplasmában, ezért nem jöhet létre agglutináció. Ennek alapján világossá válik az a jól ismert tény, hogy a 0-vércsoportú ember az általános adó, az AB-vércsoportú, pedig az általános kapó. A vörösvértest felszínén 0-ás vércsoport esetén nincs antigén, tehát nem tud ellenanyag hozzákapcsolódni. Az AB-vércsoportúaknál mindkét antigén jelen van a vörösvértest felszínén, de mivel nincs antitest (ellenanyag) a vérplasmában, ezért nem jöhet létre agglutináció. A transzfúzióval bejutatott ellenanyagok ugyanis annyira hígulnak, hogy ezért csak nagyon lassan okoznak agglutinációt.

Természetesen transzfúzió esetén igyekeznek vércsoport azonos vért juttatni a szervezetbe.

Az öröklésmenet a Punnett-táblák felírásakor jól nyomon követhető (3.24. ábra)

3.24. ábra - A homo (AA) és heterozygóta (A0) A, valamint a heterozygóta (B0) B vércsoporú egyedek lehetséges utódainak genotípusai

A homo (AA) és heterozygóta (A0) A, valamint a heterozygóta (B0) B vércsoporú egyedek lehetséges utódainak genotípusai

Az AB0-vércsoportrendszer kodomináns öröklésmenete

Fenotípus szerint az A0 genotípus A-, a B0-genotípus B-, az A és B allél együttes megjelenése AB-, a 00-genotípus pedig 0-vércsoportot jelent.

A különböző nagyrasszokban a vércsoportok előfordulási valószínűsége nem azonos. Az europid nagyrasszban az A- és a 0-vércsoport közel azonos arányban fordul elő (kb. 40-45%), míg a B-vércsoport a populáció kb. 10%-ban van jelen. Az AB-vércsoport az europidok kb. 4%-ban található meg. A mongoloidoknál a B-vércsoport kb. 28%-ban fordul elő, és kb. ugyanilyen arányban van jelen az A-vércsoport antigén is. Ebben a populációban gyakoribb az AB-vércsoport is (kb. 13%). A negrideknél a vércsoportok előfordulása hasonlít a mongoloidokéhoz, de az AB-vércsoport ritkább. Az amerikai őslakosság vércsoporteloszlása nagyon különleges, mert 97%-uk 0-s vércsoportú.

A humán populációkban nagyon lényeges az Rh-vércsoport rendszer is. Ez is domináns-recesszív alapon öröklődő, monogénes (egy génpár által öröklődő) vércsoport. Ezt az antigént Rhesus macacus majomban fedezték fel (Landsteiner, 1940). Az antigén (agglutinogén) vagy jelen van a vörösvértest membránján (Rh+), vagy nincs (Rh). Physiológiás körülmények között ebben a vércsoportrendszerben nem kering agglutinin (ellenanyag) a vérplasmában. Termelődése akkor indul meg, ha az Rh vércsoportú egyén vérébe Rh+ vércsoportú vér jut. Ebben az esetben a szervezet lassan anti-Rh ellenanyagot kezd termelni (anti-D ellenanyag). Ez abban az esetben fordulhat elő, ha pl. egy Rh anya magzata Rh+ (3.25. ábra). Ekkor szülés során az anya és a magzat vére érintkezésbe kerülhet egymással. Az anyában egy lassú ellenanyag termelés indul meg, amely a második terhesség esetén mind az anyát, mind a magzatot veszélyezteti, még akkor is, ha a magzat Rh+. Ennek megelőzésére az Rh anyák szülés után anti-anti-D injekciót kapnak.

3.25. ábra - Az Rh faktor öröklődésmenete

Az Rh faktor öröklődésmenete

(+ a faktor meglétet, – a faktor hiányt jelzi, +– heterozygóta, – – homozygóta)

Egy vágott vagy szúrt seb azonnal a homeosztázis felborulásához vezet, vagy vezethet. A bőr folytonosságának megszűnésével kaput nyitunk a kórokozóknak (ld. „Immunfolyamatok”), másrészt az ér folytonosságának megszűnésével felborul az izovolémia, izoionia és az izotermia is (ld. „A vér szállító funkciói”). Így a szervezet azonnali reakciói közé tartozik a lokális érösszehúzás. Ez részben egy gyors reflex folyamat, másrészt a vérlemezkéknek ( thrombocyta) köszönhető. A véralvadás gyakorlatilag nem valósulhat meg in vivo körülmények között thrombocyták nélkül.

A vérlemezkék a megakaryocytakból alakulnak ki, mégpedig azok cytoplasmájából válnak le. Életidejük is rövid, 9-11 nap. Mitochondriumokkal, szemcsékkel, és csőrendszerrel gazdagon ellátottak. Tömött szemcséik raktározzák a szerotonint és az ADP-t (adenozin-difoszfát). Előbbi az érösszehúzásért, az utóbbi pl. a vérlemezkék összetapadásáért felelős. Mint kémiai inger a thrombocyta koagulációért (összecsapzódás), és az állábképzésért felelős. Az alfa-szemcsék különböző hidrolitikus enzimeket tartalmaznak.

A plasmában számos egyéb fehérje is megtalálható, melyek pl. a vérlemezkék összehúzódásáért felelősek. A vérlemezkék plasmájában nagy mennyiségben találunk glikogén szemcséket, mivel anyagcseréjükre az anaerob glikolízis jellemző. A membránokhoz kötött nagymennyiségű foszfolipid pedig a véralvadás másodlagos folyamataiban játszik döntő szerepet.

A sérülés keletkezésekor az érintett érszakasz endothel sejtei összehúzódnak, a vérér belső felszíne durva („ráncos”) lesz, ennek következményeként a vérlemezkék azonnal kitapadnak a felszínére. A megváltozott áramlási viszonyok miatt azonban ezek a kis sejttörmelékek sérülnek, s a bennük tárolt szerotonin lokális érösszehúzódást eredményez. A keresztmetszet csökkenése az átáramló vérmennyiséget is csökkenti, így a vérvesztés mértéke is kisebb lesz. Ugyanezek a vérlemezkék a sérült területre való kitapadásukkal egy „dugót” képeznek az érintett területen. Ehhez némi alakváltozáson mennek keresztül. Az eddig kissé tojásdad sejtek állábakat növesztenek, melyek segítségével összekapcsolódnak, s kialakítják az ún. fehér trombust. Ez az elsődleges akadály a vérvesztést jelentősen gátolja, azonban nem elég stabil a véráramlás, ill. az ember mozgásai ellenében. Így nagyon fontos szerep jut a véralvadás második jelentős fázisának, amelyet röviden vörös trombus kilakulásként is említünk. Az összetapadt vérlemezkéket egy fibrinháló tartja össze. A fibrin előfehérjéje a fibrinogén a vérplasma része, és folyamatosan kering a vérárammal együtt a szervezetben. Méretét tekintve a vérplasma fehérjéi között az egyik legnagyobb. Molekulasúlya 350 000, a máj termeli. A molekula három golyószerű alegységből áll, amelyek fonálszerű részekkel kapcsolódnak össze. Életideje 2-7 nap. A thrombin igen kis molekula a fibrinogénhez képest. Előanyaga a prothrombin, amely a májban termelődik K vitamin jelenlétében. A thrombin szerkezetében és hatásaiban is hasonlít a tripszinhez (ld. A sportmozgások biológiai alapjai II. „Emésztőkészülék” c. fejezetben), tehát alapvetően egy fehérjebontó enzim. Thrombin hatására a fibrinogénből két különböző rész lehasad, és ezután képes a fibrinogén polimerizációval fibrinné alakulni. Ennek során a nagy molekulasúlyú fibrinogén többmilliós molekulasúlyú fibrilláris struktúrájú fehérjévé alakul. A fibrinháló kialakulásához egy kaszkádrendszer beindulására van szükség. Ennek a rendszernek a képviselői a vérplasma fehérjéi között inaktív formában folyamatosan keringenek a vérárammal együtt, ill. a vérlemezkék membránjára tapadva vagy szemcséiben tároltan találhatók meg. Maga az öngerjesztő folyamat kétféleképpen, a külső, ill. a belső úton mehet végbe.

A belső mechanizmus kizárólag a vérplasma fehérjéi segítségével játszódik le, akár az érrendszeren kívül is, a külső véralvadás szöveti faktorok részvételét is igényli (3.26. ábra).

3.26. ábra - A véralvadás folyamata

A véralvadás folyamata

A külső véralvadás (általában sérülésnél) egy szöveti faktor (III. faktor, trombokináz) aktivizálódásával indul, mely a VII. faktort teszi aktívvá, majd a kettő együtt kalcium és foszfolipidek segítségével aktiválja a X. inaktív faktort. A Xa faktor kalciummal foszfolipidekkel és az Va aktív faktorral együtt a prothrombinból aktív trombin molekulát képez. A thrombin a fibrinogént aktiválja, amely fibrinné alakul, majd egy polimerizációs folyamat során egy szabad szemmel is jól látható hosszú fehérje-fonallá alakul.

A belső véralvadás (sérülésnélküli alvadék-trombus képződés) hosszabb folyamat. A XII. (Hageman-faktor) aktiválódása indítja. A faktor hiánya nem vezet a véralvadás teljes hiányához, de az alvadási idő jelentősen meghosszabbodik. A XIIa pedig a XI. (Haemofilia-C) faktort aktiválja. Hiánya enyhébb vérzékenységet okozhat. A XIa nagy mennyiségű kalcium jelenlétében a IX. (Haemofilia B, Christmas) faktort aktiválja. Hiányában szintén vérzékenység alakul ki, s mivel a májban termelődik, májbeteg egyéneknél alacsony képzési szintje miatt szintén lehetnek véralvadási zavarok. A IXa faktor aktiválja a X. faktort. Ezen a ponton találkozik a két folyamat, mert a továbbiakban ugyanúgy zajlik minden, mint a külső véralvadás során.

A külső és belső véralvadás in vivo valószínűleg mindig párhuzamosan zajlik egymás mellett. A sérülés jellege határozza meg, hogy melyik folyamat van túlsúlyban adott élettani körülmények között. A 3.26. ábrán is jól látszik, hogy a legtöbb lépés csak kalcium jelenlétében zajlik, ezért az esetleges kalcium hiány a véralvadási folyamatok lassulásához vezet. Hasonlóan fontos a K-vitamin jelenléte (ld. Sportmozgások biológiai alapjai II. „Emésztőkészülék” c. fejezetben), amely több véralvadási faktor, (pl. a IX. és X. faktorok) szintéziséhez elengedhetetlenül szükséges. K-vitamin hiány alakulhat ki hosszú idejű antibiotikum kezelés hatására is, mert az antibiotikumok elpusztítják a bélcsatorna normál bélflóráját, ami szintetizálja a K vitamint.

A képződött fibrinháló a vérlemezkék állábaira tapadva körbefonja a fehér trombust, s mivel ebben vörösvértestek is fennakadnak, ezért nevezzük vörös trombusnak. Ha kémcsőben álló és megalvadó vért vizsgálunk, alvadás után néhány órával a véralvadék (vérlepény) sárga nedvet ereszt (serum), elválik a szilárd fázistól, miközben az összehúzódik.

Itt érdemes megjegyezni, hogy a legismertebb véralvadási zavar az X kromoszómához kötött genetikai rendellenesség következménye, melynek oka a VIII. faktor hiánya. Ezért hívják antihemofiliás globulinnak. Mivel az allél (Xq, Hemofilia A) recesszíven (lappangó öröklésmenet) öröklődik, csak férfiak betegszenek meg, a nők csak közvetítő szerepet játszanak egészséges X-kromoszómájuknak köszönhetően.

A vérlemezkék feladatai közé tartozik valószínűleg a vérerek endothel sejtjeinek stabilizálása is, mert thrombocytopenia során (kórosan alacsony vérlemezkeszám) a vérerek fala átjárhatóvá válik a vér sejtes elemei számára, s így a gátolt véralvadás miatt lokális bevérzések keletkezhetnek.

A véralvadás során nagyon fontos megemlíteni a hemolyticus faktorokat (a véralvadék feloldásáért felelős rendszer), mert ez a faktorrendszer tartja egyensúlyban az alvadékképződés folyamatát. Ezek szintén különböző plasmafehérjék, amelyek faktorok hatására aktiválódnak, pl. a plasminogén-plasmin átalakulás. A plasminogén minden testfolyadékban, sőt egyes fehérvérsejtekben is megtalálható. Átalakulása során aktív plasmin keletkezik, amely nagy proteolitikus hatású fehérje. Képes a fibrinogén- fibrin, valamint az V. és VIII. faktor bontására is, ilyen módon megállítva a véralvadás folyamatát. Jól ismert alvadásgátló anyag a heparin is. Érdekes szerep jut a vérszívó állatok életében a hemolyticus faktoroknak. Az orvosi pióca pl. hirudint juttat a frissen ejtett sebbe, így gátolva a préda véralvadási folyamatait.

Egy sportoló életében nagy jelentőséggel bír a véralvadási rendszer megfelelő működése. Nagy fizikai megterhelés hatására különösen a vénás rendszerben fordul elő gyakran az endothel sejtek felületének változása, amely azonnal fibrinképzéshez vezet. Ilyenkor a hemolitikus enzimeknek köszönhető a fibrin azonnali oldása. Ha ez nem történik meg thrombosisok (vérrög) keletkeznek, amelyek a keringés hatékonyságának változását, esetenként összeomlását eredményezik.

A sportolók életében gyakoriak a túledzési szindrómák is. Ez a tünet-együttes tartósan fennálló nagy fizikai megterhelésre kialakuló physiológiai stressz. A szervezet fáradásának, ill. kimerülésének köszönhetően kóros folyamatok indulnak meg. A véralvadás kapcsán ilyen a thrombosis, ill. a másik véglet a hemoliticus faktorok kóros felszaporodása. Ez egy nyílt sérülés kapcsán életveszélyes is lehet. Érdemes megemlíteni, hogy a vérdopping történetének egyik szakaszában egyrészt a vérplasma felszaporítására, másrészt a hemoliticus faktorok szervezetbe juttatására tettek kísérletet. Ezektől a módszerektől elsősorban atlétáknál vártak eredményt. Szerencsére a módszer nem volt eléggé hatásos a teljesítményfokozás szempontjából.

Vérképzés és a vérképző szervek

A vér alakos elemeinek meghatározott élettartama következtében az elpusztult sejtek folyamatos pótlására van szükség. Az új alakos elemek termelődése a vérképző szervekben történik. A folyamat maga a haemopoézis. Az alakos elemek eredetük szerint két fő csoportba sorolhatók. Az egyik csoportba – lymphoid vonal – tartoznak a lymphocyták, míg a másik csoporthoz – myeloid vonal – a vörösvértestek, a granulocyták, monocyták tartoznak.

Születés után a vérképző szerv a vöröscsontvelő (medulla ossium rubra), ami a szivacsos csontszövet üregeit tölti ki. A vöröscsontvelő reticuláris kötőszövetből, mint vázszövetből, és szabad sejtekből áll, amit véredények gazdagon hálóznak be. Itt a sejtes elemek képződésének két fővonala van, nevezetesen a reticuloendotheliális és a haemocytoblasticus fővonal.

1./ A reticuloendotheliális fővonal. Ehhez a vonalhoz tartozó sejtek mesenchymális ill. reticulumsejt eredetű phagocytaló sejtek, amelyek fontos szerepet játszanak a szevezet védekezésében. A postnatális élet során a vöröscsontvelőben képződnek mint monocyták s innen kijutva a kötőszövetbe, a májba, és lymphoid szövetekbe vándorolnak.

2./ Haemocytoblasticus fővonal. (3.27. ábra). A vöröscsontvelő egyik legfontosabb sejtjei a haemocytoblastok. Ezek mintegy 30 µm átmérőjű kerek, mozgásra képes agranuláris sejtek, melyek kolóniaképző tulajdonsággal rendelkeznek. A sejtkolóniák három irányba képesek tovább differenciálódni.

2.1./ Erythropoeticus alvonal (3.27. ábra). A haemocytoblastokból proerythroblastok képződnek, melyeknek viszonylag nagy a sejtmagjuk, cytoplasmájukban fokozatosan növekszik a ribosomák száma, melyek felelősek a hemoglobin szintéziséért. A sejtben a hemoglobin tartalmának növekedésével egyidőben a sejtmag fokozatosan kisebb és kisebb lesz, feltöredezik és végül a töredékek felszívódnak, létrejön az érett vörösvérsejt, amit vörösvértestnek nevezünk.

2.2./ Granulocyta képző alvonal. A sejtek kialakulása ugyancsak a haemocytoblastokból indul, melyek első lépésben myeloblastokká alakulnak át (3.27. ábra). Ezeknek a sejteknek a plasmájában azurkék szemecskék figyelhetők meg. Ebben az állapotban a háromféle granulocyta még nem különíthető el. Ezután válik szét a háromféle sejt képződése a specifikus granulumok megjelenésével. A granulocytákban a szemcsék képződésén túl, a sejtmagok alaki változásai is nyomonkövethetők, mert a kerekded magból több lépésben segmentált sejtmag alakul ki.

2.3./ Vérlemezkék képződése (3.27. ábra). A haemocytoblastokból tökéletlen mitótikus osztódással alakulnak ki a megakaryocyta óriás sejtek. A nagy mintegy 40 µm nagyságú sejtek magja lebenyezett, több cytocentummal rendelkezik. Ezekből a sejtekből kis plasmatöredékek válnak le, amelyek a leválás után maguk a thrombocytak.

Lymphocyták keletkezése

A lymphaticus elemek ugyanannak a sejttörzsnek a származékai, mint amiből az előbb említett vérsejtképző kolóniák alakulnak ki.

3.27. ábra - A vér alakos elemeinek fejlődése

A vér alakos elemeinek fejlődése

Immunfolyamatok

Sérülés során megszűnik a bőr folytonossága, amely igen kedvező a kórokozók bejutásához. A szervezet védelmére azonnal immunsejtek (fehérvérsejtek) támadják meg a baktériumokat és vírusokat. Az elsődleges folyamatokban elsősorban a granulocyták, míg a másodlagos immunfolyamatokban inkább a lymphocyták és a monocyták jutnak szerephez. Ezek ugyanazon őssejtnek különböző alvonalak során keletkezett sejtjei. Ha egy egyszerű horzsolásos sérülést veszünk alapul, amely bármely sportmozgás során keletkezhet, a következő folyamatok játszódnak le a szervezetben.

Elsőként a nem specifikus (celluláris) immunválasz alakul ki (3.28. ábra), amely azt jelenti, hogy az érintett fehérvérsejtek a kórokozó jellegétől függetlenül ugyanazt a sejtválaszt alakítják ki. A horzsolás helyén lévő hízósejtek hisztamint szabadítanak fel, amelynek lokális értágító hatása van. Az értágulat következtében nagyobb mennyiségű vér áramlik át az érintett területen (sérüléskor jól megfigyelhető a sérült rész pírja), minek következtében az ér endothel sejtjei távolabb kerülnek egymástól. Ennek eredményeként a vérplasmában lévő fehérjék is kijutnak a szövetközti térbe. Mivel ott megváltoztatják az osmoticus viszonyokat, vízfelvételük következtében ödémát hoznak létre (a sérült rész duzzanata). Emellett a vérplasmában lévő fibrinogén fibrinszálakká alakul, s részben megakadályozza a kórokozók szabad bejutását, részben pedig egy alvadékot képez a sérült rész felszínén. Eközben a szöveti macrophagok megkezdik a kórokozók bekebelezését (a védekezés első vonala). Endocytosissal bekebelezik a betolakodót, majd az így kialakított vesiculakat lysosomáikba juttatják, ahol a litikus enzimek segítségével megemésztődnek.

3.28. ábra - Az immunrendszer működésének bemutatása

Az immunrendszer működésének bemutatása

Ha a fertőzés veszélye továbbra is fennáll a védekezés másodlagos vonalát jelentő neutrophil granulocyták érkeznek a sérülés helyére. Az intravasalis térből állábakat növesztve jutnak ki az extracelluláris térbe, ahol a macrophagokhoz hasonlóan bekebelezik a még élő kórokozókat.

A védekezés harmadik vonalát a monocyták képviselik. Ezek az agranuláris sejtek phagocytosisra nem képesek. A neutrophil granulocytákhoz hasonló szöveti infiltráció után azonban 1-2 óra alatt képesek átalakulni szöveti macrophaggá. Ilyen állapotban fontos szerepet játszanak a maradék kórokozók, ill. az elhalt neutrophil granulocyták eliminálásában. Egyszerű sérülések esetén a három védekezési vonal elegendő, különösen azért, mert a sérült szövet kemotaktikus faktorokat bocsát ki, amelyek a keringésbe jutva növelik a vérben a neutrophil granulocyta ill. monocyta számot. A szöveti fibroblast sejtek ezután megkezdik a hámréteg újjáépítését. Eközben egy váladéktasak keletkezik (genny), amely vagy fölszívódik, vagy a maradék nedvet a macrophagok lassan bekebelezik. Ha ez az azonnali immunválasz nem elég hatásos, akkor a kórokozók által kibocsátott toxinok hatására egy lázreakció mellett specifikus immunválasz alakul ki. Ebben a folyamatban. kétféle lymphocyta-klón ismert, nevezetesen a T- ill. a B-lymphocyták. Festődésük, morphológiájuk alapján nem különböztethetők meg. Összsejtszámuk kb. 1500-3500/µl. Csecsemő és kisgyermekkorban ennél jóval magasabb a számuk, majd az életkor előrehaladtával fokozatosan csökken. A B-lymphocyták ennek a sejtszámnak legfeljebb egy ötödét teszik ki. Nevüket végleges érési helyükről kapták. Mindkét sejttípus éretlen állapotban kerül a keringésbe, majd a megfelelő nyirokszervekben fejeződik be érésük.

A T-lymphocyták érése a thymusban (csecsemőmirigy) játszódik le. Mivel a thymus felnőtt korra fokozatosan elsorvad, így érthető a megfelelő sejtszám csökkenés is. A B-lymphocytákat először a madarak speciális nyirokszervében (Bursa Fabricii) fedezték fel. Emberben ez a nyirokcsomóknak felel meg, ahol a lymphocytak érése történik. Alacsony számban folyamatosan jelen van mindkét nyiroksejt-típus a keringésben, fertőzések következtében, vagy nagy stressz hatására a nyirokkeringésen keresztül a vénás- majd az artériás keringésbe kerülnek. A B-lymphocyták a testidegen anyag antigénje ellen antitest termelésbe kezdenek oly módon, hogy az aktiválódott B-sejtek plasmasejtté alakulnak, s klónokat létrehozva nagy mennyiségben termelnek specifikus antitesteket. Az antitestek kapcsolódása az antigénekkel a komplement rendszereket aktiválja és a kórokozókat így pusztítja el. Ez a folyamat azonban nem azonnali, néhány naptól néhány hétig tarthat, s humorális immunválasznak nevezzük. A plasmasejtek kis része memóriasejtté alakul. Ezek a sejtek kis számban állandóan megtalálhatók lesznek majd a szervezetben, s felszínükön az adott kórokozó ellen termelt antitesteket hordozzák. Ilyen módon alakul ki a szerzett immunitás. A memóriasejtek élettartama akár 10 év is lehet. Ez az alapja a mesterséges immunizálásnak is.

Az immunizálás során elölt, vagy legyengített kórokozót juttatnak a szervezetbe aszerint, hogy az adott kórokozó milyen mértékben toxikus. A kórokozó antigénjei ellen lassú antitest termelés indul meg. A cél a megfelelő memóriasejtek létrehozása. Az adott antigénnel való második vagy harmadik találkozás azonban a memóriasejtek felszínén tárolt antitesteknek köszönhetően gyorsabb antitest-termelést, és azonnali immunreakciót eredményez. Magát a folyamatot pedig aktív immunizálásnak nevezzük.

Passzív immunizáláson azt értjük, amikor a szervezetbe kész antitesteket juttatunk. Az immunizálásnak ezt a formáját általában a nagyon virulens kórokozóknál alkalmazzák. Számos kórokozó, különösen vírus ellen nem, vagy csak nagy nehézségek árán lehet tartósan védő antitesteket termelni, aminek az adott sejt felszínén lévő antitestek variabilitása az oka. Az influenza vírusra jellemző pl. hogy a burkában jelenlévő glikoproteinek (antigének) szinte évente változnak.

Maguk az antitestek részben a sejtek membránjához kötve, részben a vérplasmában szabadon helyezkednek el. Az antitest szerkezete egy Y-hoz hasonlít (3.29. ábra). Az Y hosszú karja az állandó régió, amely ugyanolyan polipeptid szerkezetű egy antitest osztályon belül. A rövid karja, amely kettős polipeptid-láncból áll a változó régió, amely alkalmas a meghatározott struktúrájú antigén felismerésére. Az Y mindkét rövid karja képes egy-egy antigén megkötésére. Az immunoglobulinok öt típusát ismerjük. A legáltalánosabban ismert az IgG, amely elsősorban a vérben található és különböző mikrobákat, ill. toxinokat támad meg. Az IgM öt antitestből álló szerkezetet alkot. Ezek a fertőzés kezdetekor jelennek meg, s még a betegség lezajlása során eltűnnek a vérből.

3.29. ábra - Az antitest szerkezete

Az antitest szerkezete

A: az antitest szerkezete, B: antigén-antitest komplexek

Az IgA két molekulából álló komplex, elsősorban a testi folyadékokban található meg, így a nyálban és a tejben is. Az IgD a B-lymphocyták membránján található antitestekkel azonos. Az IgE az allergiás reakciókban játszik fontos szerepet. Az allergiás reakciók az elmúlt évtizedben fontos szerepet kaptak a populáció 30-50%-nak életében. Az allergiás reakció olyan anyagok (antigének melyeket allergénnek nevezünk) ellen alakul ki, amely ellen normál physiológiás körülmények között a szervezet nem indítana reakciót. Az IgE nemcsak a vérben, hanem a hízósejtek membránján is megtalálható. Az allergénnel találkozó hízósejt ezután histamint szabadít fel a granulumaiból, amely számos élettani változás okozója. Miután a hízósejtek a legtöbb életfontosságú szerv szöveteiben megtalálhatók, így kialakulhat hörgőszűkület, és váladéktermelés a hörgőkben, bőrpír vagy csalánkiütések, emésztési zavarok stb. Ez a túlérzékenységi reakció a legújabb kutatások szerint több okra is visszavezethető. Részben a kisgyermekkorban túl sterilen tartott környezetnek, részben pedig az urbanizáció okozta környezeti változásoknak (levegő, talaj, peszticidek, mesterséges adalékanyagok stb.) tudható be. Bizonyos allergiás reakciók megszüntethetők az allergén rendszeres kis dózisú szervezetbe juttatásával, mely az IgG felszaporodásához vezet, és megakadályozza az allergén és az IgE összekapcsolását. Másrészt az életmód változtatás (természetes alapú tápanyagok, rendszeres fizikai aktivitás, környezettudatos életvezetés) is enyhítheti az allergiás tüneteket. A legismertebb tünetek az ún. szénanátha, csalán-kiütések, ekcéma, ill. az asztma lehetnek. (Természetesen az allergiáknak számtalan egyéb megjelenési formája, ill. tünet-együttese is van.) Testnevelés órákon az asztmások egyre szaporodó száma okozhat problémát. A fent említett hörgőszűkület, ill. váladékképzés következményeként nehezített légzés alakul ki. Mivel ez a gyereket megijeszti, ill. a súlyosabb esetekben a nehézlégzés hanghatása miatt a tanárt is, így nagyon fontos a tünet-együttes felismerése mellett a segítségadás módja is. A beszűkült hörgők miatt valójában a kilégzés nehezített, így a kezelés leghatásosabb módja a testnevelő tanár szemszögéből a mellkas izomzatának megerősítése, valamint a légző-mozgás technikájának javítása. Ehhez számos sportág hívható segítségül. A leghatásosabb azonban valószínűleg az úszás. A vizes közegben a víz felhajtó ereje miatt a kilégzés könnyített, míg a belégzés nehezített. Ennek következményeként a rendszeres úszás során a mellkasi izomzat megerősödik, asztmás roham idején helyes légzéstechnikával az erőltetett kilégzéssel kiáramlik a levegő a tüdőből. Ennek hatására a belégzés sem akadályozott. Szintén a hízósejteknek „köszönhető” az anaphylaxiás sokk, amely a hízósejtek granulum tartalmának teljes ürülésekor következhet be, olyan súlyos ödémát okozva, hogy a beteg megfulladhat.

A T-lymphocyták a celluláris immunválasz kialakításáért felelősek. Lassúbb bakteriális és gombás fertőzéseknél fontosak, valamint a testidegen szövetek eliminálásában játszanak szerepet. A kórokozó bejutásakor a T-sejtek is proliferációba kezdenek, s a folyamat eredményeként TKILLER (Tk, gyilkos) sejtek képződnek. Ezek a sejtek membránjuk felszínén antitest jellegű receptorokat hordoznak. A kórokozó antigénjéhez kapcsolódva lysosomáikból bontó-enzimeket juttatnak a támadó sejt membránjába. Ennek hatására pórus keletkezik a sejtmembránon, a víz beáramlása miatt a cytoplasma megduzzad, így a kórokozó eliminálódik. A másik fontos T-lymphocyta típus a THELPER (TH, segítősejt), melynek legfontosabb feladata valóban a többi immunsejt segítése, amely lymphokinek termelésével valósul meg. Ezek olyan molekulák, melyek részben a B-sejtek antitest termelését fokozzák, részben a nem specifikus immunválaszban szerepet játszó sejteket (pl. macrophagok) serkentik phagocytosisra. A TSUPRESSOR (Ts, elnyomó) sejtek feladata az immunrendszer működésének csökkentése a fertőzés megszűnésekor. A TMEMORY (TM, memória) sejtek pedig a B-memória sejtekhez hasonlóan egy életre megjegyzik az adott antigén szerkezetét, s bármikor képesek lymphokinek termelésére, ha a szervezet újra találkozna az adott antigénnel. A T-sejtek legfontosabb feladata a „saját” és a „testidegen” megkülönböztetése egymástól. Emiatt kell egy szerv- vagy szövet átültetése után gyakran elnyomni a gazdaszervezet immunrendszerét, még akkor is, ha egészen közeli rokon volt a donor. Ugyanennek a folyamatnak köszönhető, hogy a placentán átjutó kórokozót a magzat szervezete a megszületés után, már sajátként ismerhet, s nem indít ellene celluláris immunválaszt (ld. AIDS, Sportmozgások biológiai alapjai II.). Az AIDS vírus reprodukciós stratégiája éppen a TH sejtek elpusztítása, így az immunrendszer folyamatosan elnyomott (supressált) állapotban van.

A szervezet védelmére még egy rendszer fejlődött ki. Ez a komplement rendszer. A vérplasmában oldva jelen vannak azok a fehérjék, amelyek a véralvadási faktorokhoz hasonlóan egy kaszkádrendszer segítségével aktiválódnak. Az aktiválódott fehérjék képesek a kórokozó membránjába épülve pórusokat létrehozni (3.30. ábra), s így a belső közeg megváltoztatásával elpusztítani azokat. Másik feladatuk a membránfehérjékhez kötődve a lymphocyták aktiválása. Ezek a több oldalról is összefüggő immunfolyamatok biztosítják a homeosztatikus élet-folyamatok zavartalan lefolyását.

3.30. ábra - A komplement rendszer működése

A komplement rendszer működése

Az átlagembert és a tudósokat egyaránt foglalkoztató kérdés, hogy a rendszeres testedzés erősíti avagy gyengíti az immunrendszert. A válasz nagyon összetett, bár a vizsgálatok döntő többsége arra a következtetésre jutott, hogy a közepes intenzitású rendszeres mozgás immunrendszer erősítő hatású. A kísérletek eredményei ennek a megállapításnak időnként ellentmondani látszanak. Általában külön kell kezelni az aerob terhelések hatását az erőedzések hatásaitól. Mára bizonyosnak látszik, hogy a kiegészítő sportok nélkül űzött rezisztencia edzéseknek nincs hatása az immunrendszerre. A rendszeres aerob edzések ezzel szemben pozitív és negatív irányba is befolyásolhatják az immunrendszer működését. Ennek megértéséhez Sellye János Általános Adaptációs Szindróma sémájából kell kiindulni. Szerinte minden stressz-hatás (így a fizikai is) három fázisú reakciót vált ki a szervezetben (3.31. ábra). Először egy vészreakció (A) alakul ki, ezt követi egy rezisztencia fázis (B), végül, ha nagy a stressz, kimerülés következik be (C). Rendszeres nem túl nagy terhelés esetén tehát a vészreakció után a rezisztencia fázisnak kéne kialakulnia. Ez általában mind a specifikus, mind a nem specifikus immunrendszer erősödését jelenti.

3.31. ábra - Az általános adaptációs szindróma sémája

Az általános adaptációs szindróma sémája

A: vészreakció (alarm), B: rezisztencia fázis, C: kimerülési fázis

A nem specifikus immunrendszerben az NK sejtek (natural killer cells), felszaporodását, valamint a különböző sejtek phagocytáló képességének növekedését eredményezi. A T sejtek esetében a killer sejtek számának növekedésével jár. Ha azonban a szervezetnek nagy megterhelést jelent az adott fizikai stressz, a rendszer kimerülése következik be. Ez a sejtszámok csökkenése mellett az Ig-ok mennyiségének változásával is jár. Régóta megosztja a kutatókat az a kérdés, hogy a különböző, nagy aerob terhelésnek kitett sportolók, gyakrabban vagy ritkábban kapnak-e felső-légúti fertőzést. Az utóbbi időben a választ éppen az immunoglobulinok mennyiségének vizsgálatával próbálták megtalálni. Jelenlegi tudásunk szerint tartós nagy terhelés hatására valóban változik az IgA mennyisége. Mivel az IgA a nyálból is kimutatható, rendszeres vizsgálatával megállapítható lenne egy betegség valószínű bekövetkezése (3.32. ábra). Az ábrán jól látszik, hogy a nagy terhelésnek kitett versenysportolóknál hogyan változik az IgA szint (a mérés során a vérben) az edzésintenzitás változásával. A különböző edzéshetek során a terhelés fokozódott. Az IgA szint csökkenésével több sportoló is légúti fertőzést kapott.

3.32. ábra - Az immunoglobulin A szintjének változása terhelés hatására

Az immunoglobulin A szintjének változása terhelés hatására

Nyirok

A különböző vízterek közül az interstitiális folyadéktér szerepe szintén nagyon jelentős. Ebben a térben történik az anyagok cseréje és az anyagáramlás nagy része. Az interstitiális folyadékot más néven nyiroknak hívjuk. A nyirokerekben keringő szövetnedv, ami vizet, ásványi anyagokat gázokat (oxigén, széndioxid, nitrogén), kolloidokat, és igen kis mennyiségben sejteket is tartalmazhat. A nyirok alapvetően fehérjeszegény vérplasma, de összetétele némileg változik a különböző szervekben. A májban pl. nagy mennyiségben tartalmaz fehérjéket, míg az emésztőrendszerben zsírokat. A nyirok keletkezését a filtráció segíti. Az érrendszerben csak a kapillárisok fala járható át a víz és a kis molekulák számára. Itt történik tehát a legfontosabb anyagcsere. A filtráció passzív folyamat (ld. „Transzportfolyamatok”), az ér külső és belső tere között létrejövő nyomáskülönbség hajtja. A kapillárisok artériás szakaszán kb. 40 Hgmm-es hidrosztatikai nyomás uralkodik szemben az ér körüli kb. 25 Hgmm-es nyomással, amelyet az interstitialis térben lévő fehérjék kolloidális osmoticus nyomása hoz létre (3.33. ábra). A kettő között lévő nyomáskülönbség a vizet és a kis molekulákat az ér belsejéből az interstitiális tér felé hajtja. A folyamatos kiáramlás és a vérnyomás csökkenése miatt a nyomáskülönbség lassan megszűnik, s ezzel együtt a filtráció kifelé irányuló fázisa is. A kapilláris vénás oldalán az intravasalis tér nyomása tovább csökken, már csak 15 Hgmm, szemben az interstitialis tér 25 Hgmm-es nyomásával. Ekkor befelé irányuló filtráció indul meg, amely a kiáramlott víz nagy részét a különböző salakanyagokkal és egyéb kis molekulájú metabolitokkal visszajuttatja az érpályába. Ez a folyamat nagyon élénk, a víztér gyorsan cserélődik. Ennek eredményeképpen azonban napi kb. 2-4 liter szövetközti folyadék marad az interstitialis térben, amelynek a keringésbe való visszajutását segítik a nyirokerek. Ez a rendszer szerkezetében és működésében is nagyon hasonlít a vénás keringéshez (ld. Sportmozgások biológiai alapjai II. „Keringési rendszer” c. fejezetben).

3.33. ábra - A: A kapilláris-filtráció folyamata. B: Nyirokképződés a nyomásviszonyok alapján

A: A kapilláris-filtráció folyamata. B: Nyirokképződés a nyomásviszonyok alapján