Plazma

Płynna część krwi, osocze, jest złożonym roztworem zawierającym ponad 90 procent wody. Woda z osocza jest swobodnie wymienialna z tą z komórek ciała i innych płynów pozakomórkowych i jest dostępna do utrzymania normalnego stanu nawodnienia wszystkich tkanek. Woda, pojedynczy największy składnik ciała, jest niezbędna do istnienia każdej żywej komórki.

Głównym solutem osocza jest niejednorodna grupa białek stanowiąca około 7 procent masy osocza. Podstawową różnicą między osoczem a płynem zewnątrzkomórkowym tkanek jest wysoka zawartość białka w osoczu. Białko osocza wywiera efekt osmotyczny, przez który woda ma tendencję do przemieszczania się z innych płynów pozakomórkowych do osocza. Kiedy białko pokarmowe jest trawione w przewodzie pokarmowym, poszczególne aminokwasy są uwalniane z łańcuchów polipeptydowych i wchłaniane. Aminokwasy są transportowane przez osocze do wszystkich części ciała, gdzie są pobierane przez komórki i łączone w specyficzny sposób, tworząc białka wielu typów. Te białka osocza są uwalniane do krwi z komórek, w których zostały zsyntetyzowane. Znaczna część białek osocza jest produkowana w wątrobie.

Głównym białkiem osocza jest albumina surowicy, stosunkowo mała cząsteczka, której główną funkcją jest zatrzymywanie wody w krwiobiegu poprzez efekt osmotyczny. Ilość albuminy surowicy we krwi jest wyznacznikiem całkowitej objętości osocza. Ubytek albuminy surowicy pozwala na opuszczenie krążenia przez płyn i gromadzenie się go, co powoduje obrzęk tkanek miękkich (obrzęk). Albumina surowicy wiąże się z niektórymi innymi substancjami, które są transportowane w osoczu i służy w ten sposób jako niespecyficzne białko nośnikowe. Bilirubina, na przykład, jest związana z albuminą surowicy podczas jej przechodzenia przez krew. Albumina surowicy ma właściwości fizyczne, które pozwalają na jej oddzielenie od innych białek osocza, które jako grupa nazywane są globulinami. W rzeczywistości globuliny stanowią heterogeniczny zestaw białek o bardzo zróżnicowanej strukturze i funkcji, z których tylko kilka zostanie tutaj wymienionych. Immunoglobuliny, czyli przeciwciała, są produkowane w odpowiedzi na konkretną obcą substancję, czyli antygen. Na przykład po podaniu szczepionki przeciwko polio, która jest wykonana z zabitego lub atenuowanego (osłabionego) wirusa polio, w osoczu krwi pojawiają się przeciwciała, które reagują z wirusem polio i skutecznie zapobiegają wystąpieniu choroby. Przeciwciała mogą być indukowane przez wiele obcych substancji oprócz mikroorganizmów; immunoglobuliny są zaangażowane w niektóre reakcje nadwrażliwości i reakcje alergiczne. Inne białka osocza dotyczą krzepnięcia krwi.

Wiele białek jest zaangażowanych w wysoce specyficzne sposoby z funkcji transportowej krwi. Lipidy we krwi są włączone do cząsteczek białka jako lipoproteiny, substancje ważne w transporcie lipidów. Żelazo i miedź są transportowane w osoczu przez unikalne białka wiążące metale (transferyna i ceruloplazmina, odpowiednio). Witamina B12, niezbędny składnik odżywczy, jest związana ze specyficznym białkiem nośnikowym. Chociaż hemoglobina nie jest normalnie uwalniana do osocza, białko wiążące hemoglobinę (haptoglobina) jest dostępne, aby transportować hemoglobinę do układu siateczkowo-śródbłonkowego w przypadku hemolizy (rozpadu) krwinek czerwonych. Poziom haptoglobiny w surowicy jest podwyższony podczas zapalenia i niektórych innych stanów; jest obniżony w chorobie hemolitycznej i niektórych rodzajach chorób wątroby.

Lipidy są obecne w osoczu w zawiesinie i w roztworze. Stężenie lipidów w osoczu zmienia się, szczególnie w odniesieniu do posiłków, ale zwykle nie przekracza 1 grama na 100 mililitrów. Największa frakcja składa się z fosfolipidów, złożonych cząsteczek zawierających kwas fosforowy i zasadę azotu, oprócz kwasów tłuszczowych i glicerolu. Trójglicerydy, czyli tłuszcze proste, to cząsteczki składające się tylko z kwasów tłuszczowych i glicerolu. Wolne kwasy tłuszczowe, o niższym stężeniu niż trójglicerydy, są odpowiedzialne za znacznie większy transport tłuszczu. Do innych lipidów należy cholesterol, stanowiący główną frakcję wszystkich lipidów osocza. Substancje te występują w osoczu w połączeniu z białkami kilku typów jako lipoproteiny. Największe cząstki lipidów we krwi znane są jako chylomikrony i składają się głównie z triglicerydów; po wchłonięciu z jelita przechodzą przez kanały limfatyczne i dostają się do krwiobiegu przez przewód chłonny piersiowy. Pozostałe lipidy osocza pochodzą z pożywienia lub dostają się do osocza z miejsc w tkankach.

Niektóre składniki osocza występują w osoczu w niskim stężeniu, ale mają dużą szybkość obrotu i duże znaczenie fizjologiczne. Wśród nich jest glukoza, czyli cukier we krwi. Glukoza jest wchłaniana z przewodu pokarmowego lub może być uwalniana do krążenia z wątroby. Stanowi ona źródło energii dla komórek tkanek i jest jedynym źródłem dla niektórych z nich, w tym krwinek czerwonych. Glukoza jest konserwowana i wykorzystywana, nie jest wydalana. Aminokwasy również są tak szybko transportowane, że ich poziom w osoczu pozostaje niski, chociaż są one wymagane do syntezy wszystkich białek w całym organizmie. Mocznik, produkt końcowy metabolizmu białek, jest szybko wydalany przez nerki. Inne azotowe produkty odpadowe – kwas moczowy i kreatynina – są podobnie usuwane.

Kilka materiałów nieorganicznych jest istotnymi składnikami osocza, a każdy z nich ma specjalne atrybuty funkcjonalne. Dominującym kationem (dodatnio naładowanym jonem) osocza jest sód, jon, który występuje w komórkach w znacznie niższym stężeniu. Ze względu na wpływ sodu na ciśnienie osmotyczne i ruchy płynów, ilość sodu w organizmie jest istotnym czynnikiem determinującym całkowitą objętość płynu pozakomórkowego. Ilość sodu w osoczu jest kontrolowana przez nerki pod wpływem hormonu aldosteronu, który jest wydzielany przez nadnercza. Jeśli ilość sodu w diecie przekracza zapotrzebowanie, nadmiar jest wydalany przez nerki. Potas, główny kation wewnątrzkomórkowy, występuje w osoczu w znacznie niższym stężeniu niż sód. Na nerkowe wydalanie potasu ma wpływ aldosteron, który powoduje zatrzymanie sodu i utratę potasu. Wapń w osoczu jest częściowo związany z białkami, a częściowo zjonizowany. Jego stężenie jest pod kontrolą dwóch hormonów: hormonu przytarczyc, który powoduje wzrost jego poziomu i kalcytoniny, która powoduje jego spadek. Magnez, podobnie jak potas, jest kationem głównie wewnątrzkomórkowym i występuje w osoczu w niewielkim stężeniu. Zmiany w stężeniu tych kationów mogą mieć głęboki wpływ na układ nerwowy, mięśnie i serce, efekty zwykle zapobiegane przez precyzyjne mechanizmy regulacyjne. Żelazo, miedź i cynk są wymagane w ilościach śladowych do syntezy niezbędnych enzymów; znacznie więcej żelaza jest dodatkowo potrzebne do produkcji hemoglobiny i mioglobiny, pigmentu wiążącego tlen w mięśniach. Metale te występują w osoczu w niskich stężeniach. Głównym anionem (jonem ujemnie naładowanym) osocza jest chlorek; chlorek sodu jest jego główną solą. Wodorowęglan bierze udział w transporcie dwutlenku węgla oraz w regulacji pH. Fosforan również ma działanie buforujące na pH krwi i jest niezbędny w reakcjach chemicznych komórek oraz w metabolizmie wapnia. Jodek jest transportowany przez osocze w ilościach śladowych; jest chętnie pobierany przez tarczycę, która włącza go do hormonu tarczycy.

Hormony wszystkich gruczołów dokrewnych są wydzielane do osocza i transportowane do ich narządów docelowych, narządów, na których wywierają swoje skutki. Poziomy osocza tych czynników często odzwierciedlają funkcjonalną aktywność gruczołów, które je wydzielają; w niektórych przypadkach, pomiary są możliwe, choć stężenia są bardzo niskie. Wśród wielu innych składników osocza są liczne enzymy. Niektóre z nich wydają się po prostu uciekać z komórek tkanek i nie mają żadnego znaczenia funkcjonalnego we krwi.

.