Il sangue

Il sangue
il sangue differisce dagli altri tessuti connettivali in quanto la sua caratteristica è
quella di essere formato da una parte liquida (plasma) e da una parte
corpuscolata (cellule e piastrine)
Funzioni del sangue
•trasporto di sostanze nutritizie (dal tratto gastrointestinale alle cellule)
•allontanamento dei prodotti di rifiuto (dalle cellule agli organi deputati alla
eliminazione)
•trasporto di metaboliti e prodotti cellulari (ormoni, molecole segnale, elettroliti
ecc.)
•trasporto di O2 da parte dell’emoglobina (dai polmoni ai tessuti)
•trasporto di CO2 da parte dell’emoglobina e nel plasma come HCO3- (dai tessuti
ai polmoni)
•regolazione temperatura corporea
•mantenimento equilibrio acido base
•mantenimento dell’equilibrio osmotico dei liquidi tissutali
•migrazione dei globuli bianchi nei vari distretti dell’organismo
•coagulazione del sangue e riparazione delle ferite vascolari
costituenti del sangue
• il plasma è un liquido costituito da una soluzione proteica in cui circolano
le cellule
• trasporta nelle varie parti dell’organismo mezzi di nutrizione, metaboliti ,
anticorpi, proteine della coagulazione e altre molecole (albumina,
globuline, fibrinogeno, complemento, lipoproteine)
• la parte corpuscolata del sangue può essere distinta in:
– cellule della serie rossa o eritrociti
– cellule della serie bianca o leucociti
– piastrine
• il volume del sangue nell’uomo è di circa 5 litri:
– Il 45 % di questo volume è rappresentato da eritrociti o globuli rossi
– l’1% da leucociti o globuli bianchi
– il rimanente è costituito dal plasma sanguigno
• quando è prelevato dai vasi il sangue coagula rapidamente in una massa
rossastra gelatinosa
• se la coagulazione è impedita dall’uso di un anticoagulante gli elementi
cellulari possono essere separati mediante centrifugazione
• nell’organismo adulto le cellule del sangue traggono origine dal midollo
osseo.
Eritrociti:
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il loro numero varia da 4,5 milioni a 5,5 milioni circa per mm cubico a seconda del
sesso (> maschio)
si tratta di cellule a forma di lente biconcava con una diametro di 7-8 microns ed uno
spessore di poco superiore a 1 micron (nella parte centrale lo spessore è minimo per
facilitare gli scambi di ossigeno)
l’eritrocita maturo non contiene il nucleo, ma il suo citoplasma è occupato
prevalentemente da una proteina predisposta per il trasporto dell’ossigeno
(Emoglobina)
in vicinanza della membrana è presente un citoscheletro di microfilamenti di actina
i microfilamenti e la spettrina collegano tra loro i domini interni di proteine
transmembranali (anchirina, banda III)
ciò da luogo alla costituzione di una rete di rinforzo interna alla membrana che
permette alla cellula di modificare la propria forma per il transito nei capillari e di
riacquisire la forma originaria dopo il passaggio
infatti la funzione degli eritrociti consiste nel trasporto dell’ossigeno dai polmoni ai
tessuti e del biossido di carbonio dai tessuti ai polmoni
gli eritrociti sono continuamente rinnovati perché non possono riprodursi e hanno un
ciclo vitale di 120 giorni
la loro produzione è controllata da diversi fattori (tra essi l’eritropoietina un ormone
prodotto dal rene, vitamine del gruppo B ecc.).
una diminuzione del numero degli eritrociti o comunque una ridotta funzionalità degli
eritrociti nel trasporto dell’ossigeno viene definita anemia
Citoscheletro dell’eritrocita
FORME DI EMOGLOBINA
• proteina tetramerica formata da 4 catene
(globine)
• ciascuna globina contiene un gruppo
prostetico (eme) che lega il ferro
– si identificano 4 diverse catene polipeptidiche di
globina indicate come (a, b, g, d)
– HbF emoglobina fetale (a2g2) 2%
– HbA emoglobina adulta è HbA1 (a2b2) 96% o
HbA2 (a2d2) 2%
la membrana degli
eritrociti è sede
degli antigeni dei
gruppi sanguigni
(sistema AB0, Rh
ecc.) Di essi va
tenuto conto in
caso sia necessario
ricorrere a
trasfusione
•
•
hh is a rare blood group also called Bombay Blood group. Individuals
with the rare Bombay phenotype (hh) do not express H antigen (also
called "substance H") (the antigen which is present in blood group O).
As a result, they cannot make A antigen (also called "substance A") or
B antigen (also called "substance B") on their red blood cells, whatever
alleles they may have of the A and B blood-group genes, because A
antigen and B antigen are made from H antigen; receiving blood which
contains an antigen which has never been in the patient's own blood
causes an immune reaction. As a result, people who have Bombay
phenotype can donate to any member of the ABO blood group system
(unless some other blood factor gene, such as Rhesus, is
incompatible), but they cannot receive any member of the ABO blood
group system's blood (which always contains one or more of A and B
and H antigens), but only from other people who have Bombay
phenotype. The usual tests for ABO blood group system would show
them as group O, unless the hospital worker involved has the means
and the thought to test for Bombay group.
This blood phenotype was first discovered in Bombay, now known as
Mumbai, in India, by Dr. Y.M. Bhende.[1] It is present in about .0004% (=
about 4 per million) of the human population generally, though in
some places such as Mumbai (formerly Bombay) local populations can
have occurrences in as much as .01% (= 1 in 10000) of inhabitants.[2]
Fattore Rh
• The Rh (Rhesus) blood group system (including the Rh factor) is one of the
currently 30 human blood group systems.
• It is clinically the most important blood group system after ABO.
• The Rh blood group system currently consists of 50 defined blood-group
antigens, among which the 5 antigens D, C, c, E, and e are the most important
ones.
• The commonly-used terms Rh factor, Rh positive and Rh negative refer to the D
antigen only.
• Besides its role in blood transfusion, the Rh blood group system, in particular
the D antigen, is a relevant cause of the hemolytic disease of the newborn or
erythroblastosis fetalis for which prevention is key.
• An individual either has, or does not have, the "Rhesus factor" on the surface
of red blood cells.
• This term strictly refers only to the most immunogenic D antigen of the Rh
blood group system, or the Rh- blood group system. The status is usually
indicated by Rh positive (Rh+, does have the D antigen) or Rh negative (Rh-,
does not have the D antigen) suffix to the ABO blood type.
• However, other antigens of this blood group system are also clinically relevant.
• In contrast to the ABO blood group, immunization against Rh can generally only
occur through blood transfusion or placental exposure during pregnancy.
Hemolytic disease of the newborn
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The hemolytic condition occurs when there is an incompatibility between the blood types of the
mother and the fetus.
Hemolytic comes from two words: "hemo" (blood) and "lysis" (destruction) or breaking down of red
blood cells
Erythroblastosis refers to the making of immature red blood cells
Fetalis refers to the fetus.
sensitization to Rh D antigens (usually by feto-maternal transfusion during pregnancy) may lead to
the production of maternal IgG anti-D antibodies which can pass through the placenta.
any subsequent pregnancy may be affected by the Rhesus D hemolytic disease of the newborn if
the baby is D positive.
The vast majority of Rh disease is preventable in modern antenatal care by injections of IgG anti-D
antibodies (Rho(D) Immune Globulin).
The incidence of Rhesus disease is mathematically related to the frequency of D negative
individuals in a population, so Rhesus disease is rare in East Asians, South Americans, and Africans,
but more common in Caucasians.
Symptoms and signs in the fetus:
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•
Enlarged liver, spleen, or heart and fluid buildup in the fetus' abdomen seen via ultrasound.
Symptoms and signs in the newborn:
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–
–
Anemia that creates the newborn's pallor (pale appearance).
Jaundice or yellow discoloration of the newborn's skin, sclera or mucous membrane. This may be evident
right after birth or after 24–48 hours after birth. This is caused by bilirubin (one of the end products of red
blood cell destruction).
Enlargement of the newborn's liver and spleen.
The newborn may have severe edema of the entire body.
Dyspnea or difficulty breathing.
Leucociti o globuli bianchi:
• sono detti così perché quando il sangue viene posto in una provetta a
sedimentare si collocano in uno strato biancastro posto superiormente agli
eritrociti
• sono cellule che si trovano anche nel connettivo e perciò utilizzano il
sangue per migrare dal midollo osseo, sede di produzione, ai tessuti
• il loro numero globale varia da 5.000 a 9.000 per mm cubico di sangue (il
numero è soggetto a variazioni anche nel normale)
• possono essere distinti a seconda della presenza o meno di evidenti
granulazioni citoplasmatiche in:
– granulari (neutrofili, basofili, eosinofili)
– non granulari (linfociti, monociti)
• si dice formula leucocitaria il rapporto % tra i diversi tipi di leucociti (varia
nei differenti processi patologici):
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neutrofili 55-60%
eosinofili 1-3 %
basofili 0-0,7 %
linfociti 25-33%
monociti 3-7%
Granulociti Neutrofili o polimorfonucleati:
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sono cellule molto mobili dotate di attività fagocitaria e intervengono nelle fasi iniziali
della risposta infiammatoria (costituenti del pus)
hanno un diametro di poco superiore a 10 m e presentano un citoplasma scarsamente
colorato con granuli non evidenziati dalle comuni colorazioni
il nucleo ha la caratteristica forma plurilobata (2-5 lobi uniti tra loro da filamenti di
cromatina)
nel sesso femminile una piccola percentuale di neutrofili presenta il nucleo con
un’appendice di cromatina a bacchetta di tamburo (Barr = cromosoma X)
i granuli sono di diverso tipo primari, o azzurrofili, secondari o specifici e terziari
contengono:
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–
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enzimi idrolitici
perossidasi
enzimi capaci di degradare i mediatori dell’infiammazione
sostanze ad attività antibatterica (lisozima, lactoferrina)
i neutrofili sono attratti (chemiotassi) da varie sostanze tissutali (TNFb, IL1, LPS e
batteriche (chemiotassine) nella sede dove devono esercitare la loro azione
altre molecole (E-selectine, integrine e ICAM) favoriscono l’adesione dei granulociti
all’endotelio
successivamente si verifica il passaggio attraverso l’endotelio (diapedesi) favorito da
integrine e stimolato da chemoattrattanti (platelet- activating factor, PAF)
una volta migrati nei tessuti ed esercitata la loro azione, soprattutto antibatterica,
vanno incontro a distruzione costituendo il pus
diapedesi
Granulociti Eosinofili:
• presentano un nucleo bilobato e granuli acidofili
• il loro numero aumenta nei processi allergici e nelle
infestazioni parassitarie
• hanno un diametro di circa 15 m
• al ME i granuli sono piuttosto grandi e contengono al centro
un cristalloide denso circondato da una matrice meno densa
• i granuli contengono proteine basiche, enzimi idrolitici,
perossidasi, fosfolipasi
• possono presentare anche granuli più piccoli contenenti
fosfatasi acida
• sono attratti da sostanze prodotte dai mastociti
• esercitano attività fagocitaria nei confronti del complesso
antigene-anticorpo
• sono in grado di degradare l’istamina (istaminasi)
• intervengono riducendo gli effetti delle reazioni allergiche
Granulociti Basofili:
• contengono grandi granuli intensamente basofili nel
loro citoplasma
• alcuni autori li ritengono i probabili precursori dei
mastociti tissutali (non condiviso da tutti)
• i granuli contengono istamina, eparina, leucotrieni e
vari enzimi (perossidasi, fosfatasi acida, arilsolfatasi)
• anche il loro nucleo è bilobato e reniforme
• svolgono funzione analoga a quella dei mastociti
linfociti
• linfociti: già descritti nel connettivo
propriamente detto
Monociti:
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sono i precursori ematici e midollari dei macrofagi
sono cellule piuttosto grandi con diametro di circa 20 m
rappresentano il 3-8% dei leucociti
il citoplasma è poco colorabile
il nucleo eccentrico voluminoso presenta spesso una profonda
insenatura su di un lato (reniforme)
• al ME si evidenziano mitocondri, Golgi e i vari organuli nel
citoplasma
• contengono:
– granuli specifici contenenti enzimi (fosfatasi acida, arilsolfatasi)
– granuli contenenti catalasi che risultano essere lisosomi
• hanno vita media molto breve (2-3 giorni)
• rispondono agli stimoli infiammatori e chemiotattici
attraversando la parete vascolare per migrare nella sede di
infiammazione e qui maturano in macrofagi
•
PIASTRINE:
sono piccole porzioni cellulari anucleate che derivano dalla frammentazione del citoplasma
di cellule del midollo osseo dette megacariociti
– normalmente sono in numero di 200.000-300.000 per mm cubico di sangue
– hanno un diametro di 1-3 m
– hanno forma biconvessa
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•
•
contengono una porzione centrale (granulomero) e una zona periferica (ialomero)
la membrana è rivestita esternamente da glicoproteine e proteoglicani essenziali per i
meccanismi di aggregazione e adesione piastrinica
all’interno della membrana c’è un abbondante citoscheletro di microtubuli e microfilamenti
necessari per mantenere la forma delle piastrine
la membrana ha molte introflessioni canalicolari con la funzione di incamerare o rilasciare
Ca++
i granuli sono di 3 tipi:
 a con membrana, contengono proteine piastriniche (fibrinogeno, fattori V e VI, antitripsina,
fibronectina, vitronectina, trombospondina e fattori di crescita come PDGF, TGF, HGF, EGF)
 densi contengono serotonina, adrenalina, istamina, ioni Ca++
 lisososmiali contengono enzimi (fosfatasi acida, arilsolfatasi catepsina)
la loro funzione comporta la riparazione delle lesioni dei vasi e delle feriti tissutali
la coagulazione avviene per mezzo della liberazione di varie sostanze prodotte dalle piastrine
(fattori della coagulazione).
il PDGF stimola la proliferazione dei fibroblasti e dei macrofagi nonché la produzione di
matrice estracellulare per la guarigione delle ferite
Funzione delle piastrine
• impediscono le emorragie nel caso di rottura del
rivestimento endoteliale da danno vascolare
• normalmente la coagulazione intravascolare è
impedita perché:
– le cellule endoteliali producono prostaciclina e NO2 che
inibiscono l’aggregazione
– le cellule endoteliali hanno sulla loro membrana
trombomodulina e molecole eparinosimili che inattivano i
fattori della coagulazione
• la rottura endoteliale permette alle piatrine di venire
a contatto col connettivo sotto-endoteliale e da ciò le
piastrine risultano attivate
• in conseguenza della loro attivazione si verifica una
serie di reazioni che portano alla coagulazione del
sangue (arresto emorragia) e alla riparazione del
tessuto
Riassunto della sequenza di eventi per la
coagulazione del sangue:
l’ endotelio danneggiato determina:
– rilascio di fattore di von Willebrand e tromboplastina tessutale
– cessazione della produzione di inibitori coagulazione
– rilascio di endotelina (vasocostrittore che determina riduzione flusso ematico
nella zona lesa)
– rilascio del contenuto granuli delle piastrine
– maggiore adesività tra le piastrine e adesione piastrinica alla parete vascolare
– aggregazione piastrinica e formazione del tappo piastrinico
– vari fattori piastrinici e plasmatici fanno aumentare la protrombina circolante
che viene trasformata in trombina
– la trombina avvia la trasformazione del fibrinogeno in fibrina e ciò porta alla
formazione del coagulo sanguigno
– Schema dell’emostasi
• successivamente, dopo che la ferita vascolare è riparata, le cellule
endoteliali rilasciano gli attivatori del plasminogeno con conseguente
conversione del plasminogeno in plasmina enzima che provoca lisi del
coagulo
Cenni sulla emopoiesi
• gli elementi figurati del sangue circolante hanno una vita media
che varia da pochi giorni ad alcune settimane
• il loro numero deve essere mantenuto costante ed adeguato alle
esigenze funzionali dell’organismo
• ciò comporta un loro continuo rinnovamento. Il processo di
formazione di nuovi elementi prende il nome di emopoiesi
• il processo è caratterizzato dalla comparsa in successione di
popolazioni cellulari che presentano una progressiva restrizione
delle potenzialità differenziative, la perdita della capacità di
moltiplicarsi, l’acquisizione delle proprietà morfologiche e
funzionali caratteristiche di ciascuna linea emopoietica
• tali popolazioni, nel loro insieme, costituiscono il sistema
emopoietico
• l’emopoiesi è un processo coordinato che richiede una
molteplicità di interazioni fra le diverse componenti presenti
nelle sedi ove ha luogo (cellule, matrice extracellulare, fattori di
crescita). L’insieme di tali componenti costituiscono il
microambiente
Sedi dell’emopiesi
Sedi e grado di attività emopoietica
durante lo sviluppo e nella vita adulta
Midollo osseo
Ipotesi stocastica
Commitment
indotto dal
microambiente
Linee differenziative
• la produzione degli elementi maturi del sangue
circolante avviene attraverso distinte linee
differenziative:
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–
eritropoietica, per i globuli rossi
granulocitopoietica, per i granulociti
monocitopoietica, per i monociti
linfocitopoietica, per i linfociti
trombocitopoietica, per le piastrine
• in tutte le linee sono presenti alcuni aspetti
comuni:ad esempio la successione definita di stadi
cellulari, il ruolo regolativo del microambiente
• ciascuna linea presenta però caratteristiche proprie:
tipo di progenitori e precursori, natura dei fattori che
ne regolano comparsa e progressione, durata del
ciclo maturativo, modalità del rilascio in circolo
Cenni sulla emopoiesi
progenitori e forme intermedie delle linee cellulari del sangue: tutte le cellule del sangue derivano
dalla cellula staminale emopoietica
• eritrocita:
–
–
–
–
•
granulocita:
–
–
–
–
–
•
CFU GM (colony forming unit dei granulociti e monociti)
promonocita
linfocita:
–
–
•
CFU GM (colony forming unit dei granulociti e monociti)
mieloblasto
promielocito
mielocito
metamìelocito
monocita:
–
–
•
pro-eritroblasto
eritroblasto basofilo
eritroblasto poli-cromatofilo
eritroblasto ortocromatico
grande linfocita
medio linfocita
piastrine:
–
–
megacarioblasto
megacariocita
eritropoiesi

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