Blod og lymfe

Multipotente hematopoietiske stamceller i den røde beinmargen hos vertebrater, i lårbein, brystbein og hoftebein med opprinnelse fra den embryonale mesodermen. Stamceller gir opphav (hematopoiesis) til to cellelinjer, de myeloide og de lymfoide. De myeloide omfatter erytrocytter (røde blodlegemer), neutrofile, basofile, eosinofile, monocytter, makrofager, blodplater, og megakaryocytter. De lymfoide omfatter T-celler, B-celler, naturlige dreperceller og innate lymfeceller. Naturlige dreperceller er hvite blodceller med som deltar i forsvar og fjerning av infiserte og skadete celler, samt potensielle kreftceller. På overflaten har naturlige dreperceller hemmende aller aktiverende mottakermolekyler som binder seg til ligander og deltar i styring av signalveier  Dendrittceller blir laget av begge. Aktiviteten til stamcellene blir regulert bl.a. av signalveiene JAK/STAT,  MEK/ERK og PI3K/AKT/mTOR

Hos primatene mister erytrocyttene cellekjerne og mitokondrier under utviklingen til ferdige celler. Røde blodceller må derfor bruke glykolysen for å skaffe seg energi (ATP) og laktat blir fraktet tilbake til lever , og kan via glukoneogenesen blir omdannet til glukose.

Blod

    Blodplasma er en tynn blekgul saltløsning med ioner som ligner sjøvann, med metabolitter og avfallsstoffer. Ca. 90% av blodplasma er vann, resten er plasmaprotein ( albumin, globulin, fibrinogen, protrombin, transferrin, apolipoproteiner av typene meget lav tetthet (VLDL), lav tetthet(LDL) og høy tetthet (HDL), immunoglobuliner (antistoffer) ), hormoner, glukose (ca. 4.5 mM), aminosyrer, enzymer, organiske syrer (sitrat, pyruvat, laktat), urea, urinsyre, uorganiske mineraler som anioner og kationer, avfallsstoffer, samt oppløst oksygen, karbondioksid og nitrogen. Uorganiske ioner i blodplasma bl.a.  (kalium (K⁺, ca. 5 mM), natrium (Na⁺, ca. 140 mM), magnesium (Mg²⁺), kalsium (Ca²⁺, ca. 2.5 mM), fosfat (H₂PO₄^-/HPO₄^-), karbonat (HCO₃^-/CO₂), klorid (Cl-), og sulfat (SO₄^2-)).

Nyrene deltar i å opprettholde ione- og elektrolyttbalanse, og lever er et reservoir for næring, og omsetningssentral for stoffer. Blod frakter også varme som bidrar til å opprettholder konstant kroppstemperatur, sammen med sammentrekning av kapillarårer i huden og muskelkontraksjoner.

En engelske fysiologen Ernest Henry Starling (1866-1927) fant at det osmotiske trykket til plasmaproteiner i blodet gir hydrostatisk trykk som presser vann ut av porer (d. ca. 10 nm) åreveggen i blodkapillarene (glykokalyx i endotel), kalt Starlings prinsipp. Det forklarer hvordan væsken i blodplasma kan bevege seg ut i det ekstravaskulære rom utenfor blodårene. Ligningen for Starlings prinsipp viser sammenhengen mellom vannfluks gjennom åreveggen (filteringsvolumet) som funksjon det hydrostatiske trykket i blodårene og i den ytre interstitielle væsken,osmotisk trykk fra blodproteinene (kolloidalt onkotisk trykk), og hydraulisk konduktanse (se vannpotensial). Starling er også kjent for Frank-starlings lov som viser sammenheng mellom diastolisk blodvolum og slagvolumet i hjertet, samt oppdagelsen av peptidhormonet sekretin som deltar i fordøyelsen av mat. 

    Albumin (ca. 60% av serumproteinet) virker som osmotisk motkraft og lager et osmotisk trykk slik at væske går inn i kapillærrørene.  Oppløste ioner bidrar til å opprettholde den osmotiske balansen mellom den interstitielle kroppsvæsken og blodet.

Globuliner (ca. 35% av serumproteinet) er immunoglobuliner og proteiner som binder metaller.  α-globulin omfatter hormontransportproteiner, thrombin og HDL ("high density lipoportein". β-globulin er lipoproteiner som frakter fett, kolesterol, vitaminer og mineraler. Gamma-globulin (γ-globulin) er antistoffer. 

Fibrinogen (ca. 3% av serumpproteinet) er et stort protein  som deltar i koagulering av blod ved å omdannes til trådnettverket fibrin katalysert av enzymet thrombin. Lange tråder med uløselig fibrin fester seg til den skadete overflaten.  Thrombin finnes tilstede i blodet som prothrombin, og som blir aktivert under blodkoaguleringen. Kalsium og koaguleringsfaktorer fra blodplatene gjør at prothrombin omdannes til thrombin.  Prothrombin er et plasmaprotein som lages i lever, noe som krever vitamin K. Vitamin K₁ (fyllokinon) finnes i plantenes kloroplaster  hvor de deltar i elektron- og protontransport. Vitamin K₂ (menakinon) lages av bakterier i tarmen. 

Blodserum er blodplasma hvor fibrinogen er fjernet. Thromocytter er små ovale celler med kjerner. Hos pattedyr er de små, sfæriske, mangler cellekjerner og kalles blodplater.  Blodplater kuttes av fra store celler i beinmargen kalt megakaryocytter. Disse utskiller deler av sitt cytoplasma som blir cellefragmenter med cytoplasma omgitt av membran, kalt blodplater. Blodplatene er små cellebestanddeler, består av membraner og endoplasmatisk retikulum som kan frigi kalsium, og deltar i blodlevring. Ved skade på en blodåre kommer cellebestanddeler inn i blodet, bl.a. ADP som stimulerer blodplatene. Blodplatene fester til kanten av skadete blodårer. Når de samles skiller de ut stoffer som tiltrekker flere blodplater, og fester seg til fibre med kollagen i blodåreveggen og danner en plugg. Blodplatemembranen inneholder reseptorer for ADP. Et trimert G-protein virker som GTPase og aktiverer et protein som aktiverer  enzymet fosfolipase C. Fosfatidylinositolbisfosfat (PiP₂) omdannes til inositoltrifosfat (IP₃) som går ut i cytosol, binder seg til endoplasmatisk retikulum i blodplatene, og kalsiumkanaler åpnes. Derved endrer blodplatene form og klistrer seg sammen. Blodet står under hydrostatisk trykk og lekkasjer fra blodsystemet kan få fatale følger.  Hvis veggen i en blodåre skades eller ved oppsamling av kolesterol, samles blodplatene og starter å skille ut thromboplastin og andre koaguleringsfaktorer, som sammen med kalsium starter kaskader i koaguleringsprosessen.    

Det er også en pH likevekt mellom karbondioksid og bikarbonat, slik at det er mest karbondioksid som foreligger under sure betingelser og bikarbonat ved basiske forhold (jfr. pK₁-verdien ca. 6.3).  (jfr. Bjerrumdiagram)

Karbonmonoksid (CO), også kalt kullos, binder seg sterkere til hemoglobin enn oksygen og kan gi en dødelig virkning (kullosforgiftning).

    Erytrocyttene hos mennesker er flate diskosformet nedtrykket på midten (bikonkave), noe som gir økt overflate sammenlignet med en flat- eller kuleform. På utsiden av membranen er det polysakkarider som bestemmer blodtypen. Røde blodceller mister cellekjerne og evne til proteinsyntese. De mangler også mitokondrier og lager ATP ved anaerob respirasjon.  I det indre av rørknokler gul fettaktig beinmarg, det vi kaller marg som  brukes til kraftsuppe, samt rød beinmarg som ikke er like fettaktig og inneholder beinbroer. Den røde beinmargen lager erythrocytter, granulocytter og monocytter.

Erytroblaster med store kjerner som finnes i den røde beinmargen lager kontinuerlig nye erythrocytter som kommer ut i blodet. Hos voksne mennesker finnes den røde beinmargen i enden av rørknokler og i knokler i brystkasse og bekken.

Erythropoesis vil si at en beinmargscelle lager hemoglobin og taper kjernen. Når oksygenmengden i blodet synker økes mengden av hormonet erythropoietin (EPO) i blodet, utskilt fra nyrene. Erythropoietin stimulerer pluripotente stamceller i beinmargen til å lage flere røde blodlegemer. EPO har vært brukt i dopingskandaler innen idrett.

    De røde blodcellene (erythrocyter) har levetid i ca. 3 måneder og fjernes deretter av makrofager i lever og milt.  Kupfferceller er makrofager som finnes i leveren og som fjerner røde blodceller hvor  deler blir resirkulert.  Porfyrinringen i hem åpnes, jern fjernes av hem oksidase og det dannes grønnfarget biliverdin som reduseres til gulrødoransj bilirubin. Bilirubin fraktes til lever bundet til albumin hvor det konjugeres med glukuronsyre og utskilles via gallen. Bakterier i tynntarmen omdanner bilirubin til urobilinogen som oksideres til stercobilin som gir brun farge på avføringen. Noe urobilinogen blir reabsorbert i tarmen og fraktes med blodet til nyrene hvor det farger urinen gul. Hvis leveren ikke kan skille ut bilirubin gir dette gulfarget hud (gulsott/icterus, bilirubinemi) som bl.a. kan skyldes virussykdom (hepatitt). Thalassemi skyldes enten feil i α- eller β-kjeden i hemoglobin og gir anemi.

    Hem lages fra glycin og succinyl-CoA som omdannes til delta-aminolevulinsyre og videre til porfyrin hvor ferrojern (Fe²⁺) settes inn i protoporfyrin IX. Hem som inngår i hemoglobin lages i erytopoietiske celler i beinmargen og lever lager hem som inngår i cytokromer i respirasjonskjeden. Blyforgiftning hemmer syntesen av hem. Porfyri skyldes feil i syntesen av hem og gir økt fotosensitivitet.    Hos andre vertebrater lages de røde blodcellene i nyrer og milt. Ved jernmangel har man funnet zink protoporfyrin i de røde blodcellene, hvor zink (Zn²⁺) blir chelatert i midten av tetrapyrrolringen istedet for ferrojern (Fe²⁺). Noe som også kan skje ved blyforgiftning hvor biosyntesen av hem blir hemmet. 

Enzymet hem oksidase er et enzym som bryter ned hem (katabolisme), og produktene er grønnfarget biliverdin (et ringformet tetrapyrrol), ferrojern og karbonmonoksid. Hem er et porfyrin, en stor lukket ringstruktur hvor de fire pyrrolene er koblet sammen i alfa-karbonet i metinbroer. Først blir jern fjernet, og deretter skjer det en gradvis åpning av porfyringringen hvor det ender opp med en lineær tetrapyrrol. Kan minne om at i planter er  pigmentet fytokrom og pigmentene fykocyanin og fykoerytrin slike åpne tetrapyrroler.  Hem oksidase er et varmesjokkprotein og inneholder selv hem, og det er blitt funnet i mitokondrier, cellekjernen, plasmamembranen og endoplasmatisk retikulum. Hem oksidase finnes i tre former, hvorav en konstitutiv og en induserbar.  De røde blodcellene har begrenset levetid, de gamle blir nedbrutt og det dannes nye. Biliverdin blir vider omsatt til gulfarget bilirubin, en åpen tetrapyrrol,  katalysert av biliverdin reduktase med reduksjonskraft fra nikotinamid dinukleotidfosfat i redusert form (NADPH). I leveren blir bilirubin konjugert med glukouronsyre slik at de blir vannløselig, og kan bli utskilt som gallesalter  i avføring (fesces, slagg).

Sterkobilin er en lineær tetrapyrrol som gir brunfarge på slagget (avføringen) utskilt fra tykktarmen,   Nedbrytningsproduktet urobilin utskilt med urin gjør urinen gulfarget (strågul for å holde seg til terminologi for hvitvin).  Reaksjonen katalysert av biliverdin reduktase kan også ga motsatt vei fra bilirubin til biliverdin hvor bilirubin virker som en antioksidant i en redokssyklus.

Røde blodceller

Røde blodceller (erytrocytter) deltar i gassutvekling og frakter oksygen og karbondioksid bundet til hemoglobin. Et nettverk av kontrollsystemer holder styr på hematopoietiske stamceller som differensieres til forløpere for milliarder av røde blodceller (erytrocytter) som blir laget hvert døgn. Stamceller i beinmargen gir opphav til følgende utviklingsprogram: Hemocytoblast → proerytroblast → polykromatisk erytroblast → sein erytroblast → retikulocytt uten cellekjerne → erytrocytt.

Erytroblaster gjennomgår modningsstadier hvor cellekjernen forsvinner og danner retikulocytter som til slutt omdannes til bikonkave røde blodceller. Retikulocytter er umodne røde blodceller i erytropoiesis. Tidlig modning av retkulocyttene skjer det omstokking av membraner og unødvendige plasmamembranproteiner blir fjernet ved eksocytose via endosomer og eksosomer (CD71, CD98). Seinere i modningen fjernes celleinnhold ved autofagi og mitofagi via autofagosomer. Reticulocytter mangler cellekjerne, men har for øvrig hele proteinsynteseapparatat for å lage hemoglobin. Retikulocytter har fått navn fra nettverket med ribosomalt RNA (rRNA) som kan observeres i mikroskop etter farging med Romanowsky-Giemsafarging og metylenblått Etter kort tid i blodet blir de modnet til røde blodceller. Sirkulerende blodceller består av modne erytrocytter og umodne retikulocytter. Etter at retikulocyttene har blitt røde blodceller mister de transkriptomet, men inneholder lange transkripter og mikro-RNA. Globin-mRNA utgjør en stor andel av cellulære mRNA. Ribosomene  og globin mRNA blir beholdt sammen med en kompleks blanding av mRNA som koder for proteiner som deltar i differensiering og modning. Globin-mRNA har meget lang halveringstid. Andre mRNA koder for ferritin, hemogen, 5’-aminolevulinat syntase, porfyriner, og hem slik at syntese av globin og hem skjer gjensidig. RNA-sekvensering (RNAseq), RNA profilering, ribosomprofilering Ribo-seq fra nukleasebehandlete ribosomer blir anvendt for å identifisere transkriptomet, samt mikroRNA.

Røde blodceller og blodplater kan lage ekstracellulære vesikler som blir skilt ut i blodplasma. Ekstracellulære vesikler er vesikler omgitt av fosfolipider og deltar i intercellulær kommunikasjon.

Hvite blodceller

Hvite blodlegemer (leukocytter, hvite blodceller) er vandrende forsvarsceller som lages fra stamceller i den røde beinmargen. De hvite blodcellene som gir immunsystemet forsvar mot sykdom er amøbelignende celler og noen kan bevege seg gjennom veggen i blodkapillarene. Hos mennesker er det ca. 7000 hvite blodceller per mikroliter blod fordelt på 5 typer hvite blodceller delt i granulære og  agranulære. Ca. 1% av blodcellene er leukocytter (hvite blodceller).    Lymfoid vev i lymfeknuter og milt lager lymfocytter. Andre leukocytter fra beinmargen utvikles til makrofager, monocytter og lymfocytter.

1) Granulocytter (granulære leukocytter) har kornet cytoplasma og store lappete cellekjerner, og som etter farging deles i neutrofile, basofile og acidofile. Neutrofile spiser (fagocytose) bakterier og døde celler dannet etter skade og infeksjon. Neturofile inneholder enzymer som deltar i nedbrytningen. Neutrofile granulocytter som går til steder med skade hvor de forlater blodet og går ut i vevet hvor de fordøyer skadete celler og skiller ut histamin  Eosinofile har store granuler i cytoplasma og farges med den sure fargen eosin. Eosinofile inneholder lysosomer med oksidative enzymer. Antallet øker ved allergiske reaksjoner og f.eks. ved infeksjon med bendelorm. Basofile får blåfargete granuler etter farging med basiske farger. Basofile deltar i allergireaksjoner og skiller ut histamin. Histamin dilaterer blodkarene og gjør blodkarveggene mer permeable. Noen basofile inneholder antikoagulerende heparin som hindrer koagulering i årene.

2) Agranulære leukocytter mangler store granuler og har runde eller nyreformete cellekjerner. Lymfocytter og monocytter har rund cellekjerne uten korn i    cytoplasma. Lages i lymfeknuter og går med lymfen over i blodet. Monocytter er de største av de hvite blodcellene. Etter ca. ett døgn i blodet går de ut i cellevevet og utvikles til makrofager, store spiseceller som "spiser" bakterier, døde celler og celleavfall. Makrofagene ligner litt på amøber, er tilstede i alt cellevev hvor de patruljerer og leter etter skadete, infiserte eller døde celler.

Dendrittiske celler (dendritter) med lange utløpere blir laget fra monocytter, og beveger seg til lymfeknutene.  En del av de hvite blodlegemene modnes i milt, brissel (thymus), mandler og lymfeknuter.

    Plasmaprotein og hemoglobin virker som en buffer og holder pH ca. 7.4 i blodet. Økt surhet i blodet kalles acidose. Alkalose er økt pH.

   Nyrene bidrar til å opprettholde elektrolyttbalansen i blodet. Blodets sammensetning reguleres av lever og nyre. Blodtrykket virker motsatt vei og presser væske fra blodplasma ut i vevsvæsken. Ødem skyldes at vevsvæske hoper seg opp i cellevevene. Ved sykdommer kwashiorkor  blir serumproteinet albumin brutt ned og kroppscellene tar opp vann.

Koagulering av blod

   Blodet koagulerer når det kommer ut av blodårene. Fibrinogen er et inaktivt protein som lages i leveren, sammen med protrombin og prokonvertin. Fibrinogen omdannes til aktivt fibrin som danner tråder i det leverete blodete. Kalsium (Ca²⁺) er også nødvendig i koagulasjonsprosessen. I laboratoriet kan man tilsette sitronsyre (citrat) eller oksalsyre som binder kalsium for å hindre at blod levrer seg.

Det er en kaskade med faktorer og signalveier som deltar i blodkoagulering

Platefaktor 4 (PF4) er et protein med 70 aminosyrer som virker som cytokin i gruppen CXC kemokin (CXCL-4) som induserer kjemotaksis og tiltrekker seg nærliggende celler, monocytter (hvite bloceller), fibroblaster som skiller ut et kollagenmatriks og nøytrofile granulocytter)). Platefaktor 4 skilles ut i blodplasma fra alfa-granuler i ved aktivering av blodplater, sammen med plateaktiverende faktor, tromboksan A₂, von Willebrand faktor, men også serotonin og ADP som samvirker med G-protein koblete reseptorer. Det er en rekke koaguleringsfaktorer som deltar, angitt med romertall Blodplatene festes til hverandre (adhesjon), klumper seg (aggregerer) og gir blodkoagulering.  Blodkoagulering hvor det dannes en gel skjer hvis det indre av blodåreveggen (endotelium)  skades og skaden tettes med blodplater (hemostasis). Platefaktor 3 (PF3) er et protein som deltar i blodkoagulering i dannelsen av trombin fra protrombin. En vitamin K-avhengig serin protease (protein C) blir aktivert av trombin. Trombin gir omdanning av fibrinogen til fibrin. Samtidig med koaguleringen blir immunsystemet aktivert.

Blodåresystem

    Blodkarene deles i arterier, kapillærer og vener. Arterier frakter blod fra hjertekammer og ut i vevet. Inne i organer deler de seg til mindre arterioler og kapillærer. Kapillærene er et finfordelt nettverk av årer med bare ett cellelag tykk vegg.  For å kunne motstå det høye trykket består arterieveggen av tre lag som virker både elastisk og uelastisk. Alle typer blodkar har på innsiden et tynt lag med endotelceller omgitt av elastiske fibre. Deretter følger et lag med bindevev og glatt muskelatur, og ytterst er det bindevev (adventitia) med elastiske fibre og kollagenfibre. Glatt muskelatur mottar ikke signal fra motorneuroner, men fra autonome nerveceller som bruker neutransmitterne acetylcholin eller noradrenlin. Blodtilførselen blir kontrollert av parakrine transmittorer, og adrenalin og nitrogenmonoksid (NO) justerer blodstrømmen.  Parakrine transmittere slippes ut i spesifikt vev og deretter blir de nedbrutt. Nerveceller som frigir noradrenalin på glatte muskelceller til blodkarene kalles vasokonstriktor fordi de får blodkarene til å trekke seg sammen.  Arteriene greiner seg og ender i trange arterioler med vegger bestående av glatt muskelatur. Mellom arteriene og venene er det et nettverk med kapillarer som forbinder de to, første gang beskrevet av Marcello Malpighi. Små kar som kobler arterioler med venuler (små vener) kalles metarterioler. Kapilærer greiner av fra metarterioler og møtes igjen.  Kapillarer er svært trange rør med diameter ca. 8μm, omgitt av ett tynt cellelag med endotelceller. Den maksimale avstanden fra kapillar til celle er 100 μm, noe som gir et svært stort antall kapillarer. Ikke alle er åpne hele tiden, men økes oksygenbehovet i cellene blir de åpnet. Prekapillære ringmuskler (sfinktere) regulerer mengden blod ut i kapillarene, og åpner og lukker seg kontinuerlig. Derved ledes blodet til  forskjellige deler av vevet.   Motstanden (resistansen) er større i kapillarene og der blir blodstrømmen mindre.  Noe av blodplasma går over i den interstitielle væsken. Lynfevev fører overskudd av interstitialværke tilbake til blodårene i store vener i skulderområdet.

      Generelt beveger blodet seg raskere i trange rør sammenlignet med vide, men siden arteriene danner så mange kapillarer blir den totale diameter til kapillarene større enn arteriene slik at blodet beveger seg saktere i kapillarene. Musklene rundt blodårene kan slappes av vha. hormoner og dette gir større blodgjennomstrømning. Er det kraftig metabolisme i skjelettmusklene dilaterer arteriolene og blodtilstrømningen øker.  Hvis alle blodkarene i kroppen utvider seg (dilaterer) er det for lite blod til å fylle alle Nervefibre kan også få musklene til å trekke seg sammen og derved blir blodstrømmen redusert til ekstremitetene og mennekser blir bleke.

    Glatt muskelatur har α-adrenerge reseptorer på plasmamembranen. Binding av noradrenalin til reseptoren aktiverer fosfolipase C, som gir IP₃, som sørger for at kalsium frigis fra endoplasmatisk retikulum til cytosol. Økt kalsiumkonsentrasjon i cytosol virker som et signal som gir muskelsammentrekning og derav redusert blodstrøm. Glatt muskelatur har også β-adrenerge reseptorer koblet til adenylatsyklase. De inneholder ikke glykogen og syklisk AMP (cAMP) har en annen effekt her. Når nivået av cAMP stiger aktiveres cAMP-avhengig protein kinase. Kinasene fosforylerer proteiner som får glatt muskelatur til å trekke seg sammen. Adrenalin har en levetid på ca. 1 minutt i den ekstracellulære væsken. Adrenalin som frigis under stress starter nedbrytning av glykogen til glukose-6-fosfat i skjelettmusklene, som derved kan brukes som energikilde til muskelbevegelsene. Adrenalin øker blodtilførselen til alle muskler i kroppen. Hvis for mye adrenalin frigis går det så mye blod til musklene at det blir for lite til hjernen og man besvimer. En vasokonstriktor stenger blodtilførselen. Autonome vasodilatornerver sørger for blod til muskler som skal brukes. De frigir acetylcholin, men hverken endotelceller eller glatt muskelatur har nikotin acetylcholinreseptorer. Endotelceller har derimot muskarin acetylcholin reseptorer, og binding av acetylcholin gir økning i kalsiumkonsentrasjon.  Har fått navnet siden de binder stoffet muskarin fra rød fluesopp (Amanita muscaria). Endotelcellene trekker seg imidlertid ikke sammen pga. økningen i kalsiumkonsentrasjon, men de har et enzym som lager signalmolekylet og gassen nitrogenmonoksid (NO) fra aminosyren arginin, og dette enzymet aktiveres av kalsium. Hvite blodceller kan bruke NO til å drepe bakterier og uønskede celler. NO fra endotelceller i blodkar gjør at glatt muskelatur avslappes. NO er et radikal og gir raske responser i cellene. NO fra neuroner virker som neurotransmitter.  Bindingen av acetylcholin fører derved til økning av konsentrasjonen av NO. NO går gjennom membranen til endotelcellene og glatt muskelatur og når fram til NO-reseptorene. Her aktiverer NO enzymet guanylat syklase som gir økning i konsentrasjonen av syklisk GMP (cGMP).  Syklisk GMP virker via cGMP-avhengig protein kinase som aktiverer bl.a. Ca²⁺- ATPase slik at konsentrasjonen av kalsium blir redusert i cytosol. Derved slappes den glatte muskelaturen nær blodkarene av og blodtilstrøningen øker. NO er et radikal med meget kort levetid, virker bare lokalt og brytes raskt ned. Jfr. effekten av Viagra på blodtilstrømning til penis.

   Et filtrat fra blodkapillarene fritt for protein og større partikler blir presset ut i cellevevet, men strømmer tilbake igjen i venekapillarene pga. det osmotiske trykket som blir større i forhold til det motvirkende hydrostatiske trykket. Overskudd av vevsvæske mellom cellene kalles lymfe og blir samlet opp i lymfekapillærer . Lymfen blir returnert til blodet via større lymfekar. Det kapillære blodet blir drenert og samlet via vener og venuler. Vener inneholder enveisventiler (veneklaffer) som gjør at blodet bare går i en retning. Muskelbevegelser og undertrykket i brysthulen hjelper til med transporten i venene. Venene har større diameter, mindre elastiske vegger, og blodtrykket lavere. I venekapillarene kan blodtrykket hos mennesket være ca. 10 mmHg, mens trykket er omtrent null ved vener ved høyre forkammer. Venene har innerst endotel, elastiske fibre, glatt muskelatur og ytterst bindevev, men veggen er tynnere enn i arteriene. Venene behøver ikke være tilpasset det pulserende trykket i arteriene, siden hjerteslagstrykket forsvakes i kapillarnettet. Vena cava som leder blodet til hjertet har stor diameter og redusert motstand. Overflateårene på armer og bein er vener, og de ser litt blåfarget ut gjennom huden. Hvis man skjærer seg er det vanligvis veneblod som kommer ut, og det har litt mørkere rødfarge enn arterieblod.  Henger armene slapt ned ses venene tydligere, armen blir rød og varm. Holdes en arm opp blir den blek og kald, og man vil etter hvert kanskje kjenne en prikkende følelse av at armen "sover",  Muskelbevegelser presser vanligvis blodet gjennom venene, og det finnes slike venepumper både i armer og bein. Musklene omgitt av bindevevshinner ligger rundt knoklene på alle sider. Venene ligger i bindevevet mellom musklene. Når musklene strammer seg presser de venene flate og blod strømmer mot hjertet.

    Åreknuter (varicer; l. varix - utvidelser) skyldes sviktende veneklaffer hvor venene utvides over veneklaffene. Hvis man utfører mye arbeid i stående stilling kan musklene på leggen strammes for lite og kan gi opphav til åreknuter. Hos gravide kan livmoren klemme sammen venene fra beina og gi økt åreknutedannelse. Soldater som står stramt i givakt i varmt vær kan risikere å besvime hvis ikke leggmusklene aktivt pumper veneblodet oppover.

   Årene som er synlig på utsiden av kroppen er halspulsåren langs kanten på halsen fra øret til den forsvinner i halsgropen. Andre synlige årer finnes på bakfoten og framfoten.   

Lymfesystemet

    Virveldyrene har i tillegg til blodsirkulasjon et lymfesirkulasjonssystem. Det kardiovaskulære system kan betraktes som lukket, men det er åpent den forstand at væske kan diffundere ut av endene av blodkapillarene pga det hydrostatiske trykket (trykkpotensial). Det osmotiske trykket holder derimot på blodvæsken. I blodkapillarene er blodtrykket mindre, og det osmotiske trykket (osmotisk potensial) trekker væske tilblake til blodkapillarne, men i sum gir det et  væsketap som må erstattes. Lymfesystemet samler og returnerer den interstitielle kroppsvæsken. Lymfesystemet deltar i immunforsvaret og absorberer fett fra fordøyelsessystemet. Lymfesystemet som består av lymfekar med et nettverk av lymfekapillarer er åpent og samler væske fra kroppen og gir det tilbake til blodåresystemet. Tynne kapillarer fra lymfesystemet går til alle deler av kroppen, og lymfekapillarene samler seg og danner lymfekar. Lymfekarene fra hele kroppen samles i skulderregionen.  Lymfen ligger mellom celler og kapillarer, og består av det samme som den interstitelle væsken. Lymfen blir filtrert i runde lymeknuter (itler/lymfenoder, lymfekjertler) omgitt av bindevev før den kommer tilbake til blodet.  Lymfeknutene er samlet i områder der lymfeårene møtes i armhuler, lyske, hals, ved lunger og tarmkrøs. I lymfeknutene er det spesielle hvite blodlegemer, lymfocytter,  som angriper og spiser bakterier og virus, og partikler som tas opp ved fagocytose.  Store lymfeårer har lymfeklaffer som gjør at transporten bare går en vei. Væsken drives når lymfeårene blir presset sammen av muskler. Lymfen samles fra øvre del i høyre lymfetrakt (høyre lille lymfegang). Lymfen fra nederkroppen og venstre side samles i store venstre lymfegang (ductus thoracicus), thorakskanalrøret som tilsutt forenes med den store hulvene. Lymfesystemet dreneres tilbake til sirkulasjonssystemet på to steder ved skuldrene i den lavere halsregion.

   Lymfekar i tarmveggen kan ta opp fett og blir hvitfarget av dette. I villi i tynntarmen er det lymfekapillarer som tar imot fett og frakter det over til sirkulasjonssystemet. 

Hjertekarsykdommer

   Kardiovaskulære sykdommer rammer hjerte eller sirkulasjonsveier (blodkarsystemet). Røyking, lite fysisk trening, overvekt og mat med høy innhold av animalsk fett, samt høyt blodtrykk kan bidra til å utvikling hjertekarsykdommer.

Endokarditt er betennelser i endokard eller klaffene.  Myokarditt er betennelse i hjertemuskelaturen (myokard).  Perikarditt rammer perikardium. Anevrisme er utvidelser og lommer i åreveggen.

   Blodpropp (tromber) er levret blod som blokkerer et blodkar. En blodpropp som forflytter seg kalles embolus. En løs trombe i vener kalles emboli og kan dannes i beina hvis man blir sengeliggende over lang tid. Kan også være et problem ved lange flyreiser. Hvis blodproppen rammer koronararteriene (koronartrombose) skjer det et hjerteattak. Hjerteinfarkt (infarctus cordis) rammer myokard som får for lite blod. Myokardial infarkt (hjerteattak/hjerteslag) skjer når det kommer for lite blod til hjertemuskelen pga blodpropp som blokkerer passasjen, eller pga. avsetninger og avleiringer i koronararteriene. Høyt innhold av ugunstig kolesterol kan medvirke. Blodpropp kan dannes i vener ved sengeligge.

    Enzymet kreatin kinase er satt sammen av to subenheter (B-brain (hjerne) og M-muskel) og danner isoenzymer. Skjelettmuskler inneholder kreatin kinase av typen MM og hjertemuskler type MB. Ved hjerteslag får man lekkasjer av kreatin kinase type MB, og ved muskelsykdom (myopati) får man økt innhold av kreatin kinase type MM. 

   Aterosklerose er skader i arteriene  betennelser eller fettavleiringer i på innerveggene av arteriene som  gir harde vegger. Avleiringene består av fett, kolesterol, fibrin og cellerester. Høye konsentrasjoner av LDL ("low density lipoproteins", Adårlig kolesterol)) i blodet kan disponere for ateriosklerose. LDL oksideres og fester seg til veggen og gir betennelser i åreveggen. Muskelfibre og ekstracellulært matriks legger seg over skadestedet og danner en plakk med stiv vegg, og blodåren frakter derfor for lite blod. For lite blod fører til at cellevevet blir ischemisk (mangler blod) pga for liten tilførsel av oksygen og næring. Ischemisk hjertesykdom gir økt behov for oksygen ved fysisk arbeid og emosjonelt stress og gir brystsmerter.     Angina pectoris er brystsmerter (hjertekrampe) som skyldes at hjertet får for lite blod. Har samme årsak som ved infarkt og gir smerte i venstre arm og skulder. I 1987 ble det oppdaget at nitroglycerin, en vanlig hjertemedisin,  avgir nitrogenoksid (NO) og NO gir avslapning av glatt muskelatur rundt blodkar slik at hjertet ikke må jobbe så hardt for å få blod rundt i kroppen, og derved oppstår smertelindring.

    På den annen side vil HDL ("high density lipoproteins") i blodet redusere avsetningen av kolesterol i arterieveggen. Arteriosklerose (åreforkalkning) er en tilstand hvor arteriene blir tykkere, mister elastisitet og er ikke lenger glatte på innsiden. Hvis arteriosklerosen skyldes akkumulering av fettavleiringer med kolesterol kalles tilstanden aterosklerose, hvor årediameter blir mindre, årene blir trangere og trykket høyere pga. av kalsiumavleiringer. Ved sykdom bl.a. arteriosklerose kan det dannes tromber (thrombus) i årene (trombose). En del av en trombe kan slippes løs i blodstrømmen og feste seg et annet sted og danne en emboli (embolus). Myokardial infarkt oppstår når en betennelse får fiberhetten som dekker en aterosklerotisk plakk til å åpne seg. Blodplater fester seg til sårkanten og blod koaguleres. En trombe inne i koronararteriene gjør at deler eller hele hjertet kan bli skadet.