מבוא לביולוגיה כללית שיעור מס' 13 קרן לייבסון ורפאל פלג, פרוייקט "אורט אקדמיה", אוניברסיטת בן גוריון ©

הרכב הדם הדם מורכב מכ-55% פלזמה (החלק הנוזלי) וכ- 45% מהווים את החלק התאי (גופיפים שונים, תאי דם, הורמונים) החלק התאי -ההמטוקריט 99% תאי דם אדומים 0.6-1% טסיות דם 0.2% תאי דם לבנים תאי דם לבנים טסיות תאי דם אדומים

הרכב הדם תאי הדם האדומים מעבירים חמצן מהריאות לכל תאי הגוף ופחמן דו חמצני מהתאים לריאות. תאי הדם הלבנים מזהים גורמים זרים שחדרו לגוף ונלחמים בהם. טסיות הדם גורמות להיווצרות קריש דם כשדופן כלי הדם נפגעת ועל ידי כך הן מונעות דימום. בנוזל הדם (הפלסמה) ישנם חומרים שונים והם נישאים עם זרם הדם ממקום אחד למקום שני בגוף. אילו חומרים יש בפלסמה? מרכיבי מזון (חלבונים, סוכרים, שומנים, ויטמינים וכו'), חומרי פסולת, הורמונים, נוגדנים ועוד.

פלזמה נוזל שקוף בגוון צהבהב. מהווה כ-55% מנפח הדם ומכילה בעיקר מים, המהווים כתשעים אחוז מהרכבה, חלבונים שונים (כגון פקטורי קרישה), מלחים ועוד. פלזמת הדם ללא גורמי הקרישה נקראת סרום (serum). כאשר שמים דם במבחנה, ניתן לראות שנוצרות שלוש שכבות: החומר העליון הוא הפלזמה, בשכבה שמתחתיו ימצאו תאי דם לבנים ובתחתית נמצאים תאי הדם האדומים.

תאי דם אדומים המרכיב התאי העיקרי של הדם. נקראים גם אריתרוציטים. אחראים לתפקידו העיקרי של הדם: נשיאת חמצן מהריאות אל כל תאי הגוף וסילוק פחמן דו-חמצני מתאי הגוף לריאות והחוצה. תא דם בוגר הוא חסר גרעין ומכיל מיליוני מולקולות המוגלובין, המקנות לו את צבעו האדום. תאי הדם מכוסים בחלבונים וסוכרים במבנים מיוחדים המגדירים את סוג הדם. התא האדום גמיש וצורתו עגולה, כצורת דיסק קעור.

המוגלובין המוגלובין (Hemoglobin) הוא חלבון בעל מבנה רבעוני המורכב, באדם הבוגר, משתי תת-יחידות של אלפא-גלובין ושתיים של בטא-גלובין (סה"כ 4 תת-יחידות). כל תת יחידה מכילה אטום ברזל, כחלק מקבוצת "הם" - Heme. תפקידו העיקרי של ההמוגלובין הוא נשיאת חמצן אל תאי הגוף במערכת ההובלה. בנוסף יש להמוגלובין תפקיד חשוב במנגנון הובלת גזים שהם תוצרי לוואי רעילים בנשימה תאית, כגון פחמן דו-חמצני. שרשרת α שרשרת β אטום ברזל קבוצת הם

המוגלובין קבוצת הם מולקולות חמצן (O2) או פחמן דו-חמצני (CO2) נקשרות לאטום הברזל בקבוצת הHeme- כל קבוצת הם יכולה לקשור מולקולת חמצן אחת ולכן מולקולת המוגולבין אחת יכולה לקשור עד ארבע מולקולות חמצן. תת-יחידה של המוגלובין

תפקיד ההמוגלובין בהובלת הגזים ההמוגלובין קושר ומשחרר חמצן בסביבות שונות בהתאם לתנאים (חומציות, ריכוזי גזים וכדומה). אם כן, אילו תכונות דרושות לאנזים זה? הדרישה לחמצן בשרירים וברקמות גבוהה ועל כן יש צורך שלאנזים תהיה יכולת שחרור חמצן גבוהה ובמקביל יכולת קישור גבוהה ל- CO2. בהגיעו שוב לריאות התנאים משתנים וכן גם העדיפות בקישור: שחרור פחמן דו-חמצני וקישור חמצן.

סוגי הדם סוג דם הוא תכונה של דם הנקבעת בהתאם למולקולות סוכריות (אנטיגנים) הנמצאים על פני ממברנת תאי הדם האדומים. אנטיגן הוא מולקולה (סוכר, חלבון וכו') היכולה לעורר תגובה חיסונית שגורמת ליצירת נוגדנים כנגד האנטיגן עצמו (או התא הנושא אותו) ע"י תאים מיוחדים של מערכת החיסון. מערכת החיסון של כל פרט מכירה את האנטיגנים העצמיים (של הגוף) אך לא אנטיגנים של תאים זרים, וכאשר היא נתקלת באנטיגן זר היא יוצרת נוגדנים ההורגים אותו.

מה קורה כאשר ישנה פגיעה במבנה התקין של ההמוגלובין או ברמתו בתאי הדם? אנמיה אנמיה (Anemia) היא שם כולל לכמה מחלות שהמשותף לכולן: תכולה נמוכה של המוגלובין בדם (כתוצאה מייצור מופחת או לקוי) או חסר בתאי דם אדומים היכולים לשאת את ההמוגלובין (הרס או דימום).

אנמיה לאנמיה יכולות להיות מספר סיבות הכוללות: ייצור מופחת של המוגלובין עקב חסר של ברזל בתזונה או עקב פגיעה בספיגתו במעי. ייצור לא תקין של ההמוגלובין עקב מחלות תורשתיות (אנמיה חרמשית). בעיה בייצור תאי הדם האדומים או הרס שלהם. יצירה לא תקינה של תאי דם אדומים עקב חוסר של ויטמין B12 או חומצה פולית, החשובים בייצור תקין של תאים אלו. בעיות בכליות הגורמות לחוסר יצירת ההורמון אריתרופויאטין האחראי לייצור תאי דם אדומים במח העצם. אבדן דם מסיבי- דימום.

אנמיה חרמשית מחלת דם תורשתית הנובעת מפגם באחד הגנים לחלבוני גלובין, כך שההמוגלובין הנוצר פגום ואינו נושא את החמצן במידה מספקת. הייצור הלקוי של ההמוגלובין גורם, בין השאר, לעיוות תאי הדם האדומים לצורה דמוית חרמש -מכאן שם המחלה. במקרה בו רק אחד מהגנים נושא גן פגום הגוף ייצר גם המוגלובין תקין. כששני הגנים פגומים כל התאים האדומים ישאו המוגלובין פגום ואספקת החמצן הלקויה תסכן משמעותית את חיי החולה.

סוג דם שני סיווגים עיקריים של אנטיגנים בדם הם: קבוצת A,B,O גורם Rh

סוג דם אדם שעל גבי תאי הדם שלו קיים אנטיגן מסוג A הוא בעל סוג דם A. אדם שעל גבי תאי הדם שלו קיים אנטיגן מסוג B הוא בעל סוג דם B. אדם שעל גבי תאי הדם שלו קיימים שני האנטיגנים A ו-B הוא בעל סוג דם AB. אדם שאין אנטיגן על גבי תאי הדם שלו הוא בעל סוג דם O.

סוג דם מה יקרה אם ניתן לבעל סוג דם A מנת דם מאדם בעל סוג דם B? מה יקרה אם ניתן לבעל סוג דם AB מנת דם מאדם בעל סוג דם A? לא תתרחש תגובה חיסונית מכיוון שבדמו מצויים אנטיגנים A ו- B. מה יקרה אם ניתן לבעל סוג דם O מנת דם מאדם בעל סוג דם AB? תתרחש תגובה חיסונית עקב ייצור נוגדנים כנגד אנטיגן B ו- A. ממי בעל סוג דם O יכול לקבל דם? רק מאדם בעל סוג דם O

סוג דם סוג O סוג AB סוג B סוג A סוג תא הדם סוג הנוגדנים הקיימים אין אנטי-A אנטי-B סוג אנטיגנים הקיימים אין אנטיגנים A ו-B אנטיגן B אנטיגן A

תורשה של סוגי דם סוגי הדם ABO נקבעים על ידי גן שלו שלוש צורות שונות, כל אחת נקראת אלל: אלל A - נותן את סוג הדם A אלל B - את סוג הדם B אלל i - את סוג הדם O. האללים A ו-B דומיננטיים על האלל i, ושניהם יכולים להתקיים יחד.

מה יהיה הגנוטיפ של אדם בעל סוג דם AB? כל תכונה מורשת מורכבת משני אללים, אחד מהאם ואחד מהאב. אדם שירש את האללים A ו- B הוא בעל סוג דם AB אדם שירש את האללים AA או Ai הוא בעל סוג דם A אדם שירש את האללים BB או Bi הוא בעל סוג דם B אדם שירש את האללים ii הוא בעל סוג דם O. גם אנטיגן הדם Rh מועבר בתורשה באופן דומה.

סוג דם - גורם Rh חלבון הנקרא גורם רזוס (Rhesus factor), או בקיצור גורם Rh. אלו שיש בדמם גורם Rh הם בעלי סוג דם +Rh, בעוד שאלו שאין להם גורם Rh הם בעלי סוג דם -Rh. רוב האוכלוסייה הם בעלי סוג דם +Rh. נהוג לשלב את Rh עם ABO, כגון +O, AB- וכו. מספיק לקבל אלל אחד בלבד של Rh על מנת להיות בעל סוג דם +Rh.

גורם Rh ולידה כאשר אישה בעלת Rh שלילי נכנסת להריון מגבר בעל Rh חיובי, קיים סיכון כי העובר יהיה בעל Rh חיובי. כל עוד לא יתערבב דמו של העובר בדמה של האישה, לא תהיה בעיה. בעת הלידה, כאשר מתערבב דם האם בדם העובר, מתחיל תהליך של יצירת נוגדנים (על ידי האם) נגד דמו של העובר (כי גוף האם אינו מכיר את חלבון Rh, שהרי אינו מצוי בגופה). בהריון הראשון שבו מתרחש תהליך יצירת נוגדנים (על ידי האם) נגד דמו של העובר, נוצרים נוגדנים "גדולים" אשר אינם מסוגלים לעבור את השליה ולפגוע בעובר. בהריון השני נוצרים נוגדנים העוברים את השליה ומגיעים למחזור הדם העוברי. אם הדבר מתרחש, קיים סיכון שהנוגדנים יהרסו את כדוריות הדם האדומות של העובר, דבר עלול לגרום לבסוף לאנמיה של העובר ומוות. בעיות אלו ניתנות לזיהוי על ידי בדיקת דם האם (רמות נוגדנים) ובדיקת אולטראסאונד של העובר. במידה שמתגלית בעיה, ניתן לטפל בעובר בעודו ברחם על ידי מתן עירוי דם תוך רחמי.

גורם Rh ולידה ניתן להימנע מראש מבעיות אלו אם נותנים לאם בעלת Rh שלילי (Rh-) חיסון הנקרא אנטי-די (Anti-D). חיסון זה מכיל נוגדנים כנגד Rh+ והורסים אותם לפני התפתחות תגובה חיסונית כנגד העובר.

תרגול יחידה 13 1. מהם תפקידי תאי הדם האדומים? _______________________________________________ 2. מחסור בתאי דם אדומים יפגע קודם כול: א. במערכת החיסון ב. במעבר הדם בוורידים ג. בוויסות חום הגוף ד. באספקת חמצן לתאים

3. דם המגיע ממערכת העיכול אל הלב מועבר מן הלב ישירות אל: א. הריאות ב. המוח ג. הכבד ד. העור 4. אדם בעל סוג דם (A-) חולה באנמיה חרמשית וצריך לקבל עירוי דמי אחת לשבועיים. איזה סוג דם יוכל לקבל אדם זה (ציינו את כל האפשרויות)? _________________________________________________

פתרון תרגיל 12 1. סמנו באיור המצורף את כיוון זרימת הדם. הסבירו הדם יוצא מעורקי הלב לכיוון האיברים וחוזר לורידי הלב 2. חילוף החמרים מתרחש בין: הנימים לרקמה הנימים בנויים משכבת תאים אחת בלבד, דבר המאפשר את חילוף החומרים בין הדם לתאי הרקמה בדיפוזיה פשוטה 3. התבוננו בנתונים המובאים באיור : א. השוו בין הלחץ החלקי של החמצן O2 ושל הפחמן הדו חמצני CO2 בצד העורקי של הנים ובצד הורידי של הנים (לחץ חלקי של גזים מציין את הריכוז שלהם, כלומר, לחץ גבוה=ריכוז גבוה): לחץ חלקי של O2 בצד העורקי - גבוה לחץ חלקי של CO2 בצד העורקי - נמוך לחץ חלקי של O2 בצד הורידי - נמוך לחץ חלקי של CO2 בצד הורידי - גבוה ב. הסבירו מה גרם לשינוי בהרכב הגזים בנים במעבר ברקמה השינוי בהרכב הגזים נובע מכך שהדם המגיע עם העורקים לאיברים הוא עשיר בחמצן, שנקלט בריאות, ועני בפד"ח, ששוחרר בריאות. הדם המגיע מן הורידים יוצא מן האיברים, שקלטו את החמצן העורקי (לכן ריכוזו נמוך) ופלטו את הפד"ח לצורך סילוקו מהגוף (לכן ריכוזו גבוה) כיוון זרימת הדם

4. א. מהו מחזור הדם הקטן? מחזור הדם הקטן הוא החלק היוצא מן הלב לריאות וחזרה ללב ב. כל רקמה צריכה חמצן על מנת להתקיים. מאיזה מחזור דם הריאות מקבלות את החמצן שלהן? הריאות מקבלות חמצן ממחזור הדם הגדול, הסיסטמי 5. מדוע יש צורך בשסתומים בורידים אך לא בעורקים? (חישבו על תפקיד הוריד, מאין לאין מסיע את הדם ומהי רקמת הוריד). הורידים נכנסים אל הלב כך שאין מי שיזרים דרכם את הדם, שהרי האיברים, מהם יוצאים הורידים, אינם מתכווצים ומזרימים דם (בניגוד לעורקים, היוצאים מהלב המתכווץ ומזרים דם). 6. לאן נקשרים החמצן והפחמן הדו חמצני בדם (רשמו את סוג התא ואת החומר הספציפי אליו הגזים נקשרים בתוך התא)? הגזים במחזור הדם נקשרים לחלבון ספציפי בתאי הדם האדומים, הנקרא המוגלובין.

7. איך לדעתכם, החמצן "יודע" באילו נקודות לצאת לרקמה 7. איך לדעתכם, החמצן "יודע" באילו נקודות לצאת לרקמה? ואיך הפחמן הדו חמצני "יודע" מתי לצאת ממנה החוצה לזרם הדם? (רמז: היזכרו בריכוזים מכימיה) בתהליך הנשימה הריאות מתמלאות באוויר המכיל חמצן ופחמן דו-חמצני. החמצן נקלט בריאות ע"י הדם המגיע מן הרקמות מכיוון שריכוז החמצן בדם נמוך מאד (אם בכלל), שהרי החמצן השתחרר ברקמות, כך שבהתאם למפל הריכוזים החמצן הרב הנמצא בריאות יקלט בדם. באותו האופן, הדם שמגיע מן הרקמות הוא מלא בפד"ח, שנוצר בתהליך הנשימה התאית, ומכיוון שריכוזו גבוה מזה של הפד"ח בריאות, הוא ישוחרר בהתאם למפל הריכוזים. *זיכרו שמפל ריכוזים של חומר משמעותו תנועה ממקום בו ריכוז (כמות) החומר גבוה למקום בו ריכוזו נמוך.