CURSUL ISANGELE

I. GENERALIT|}IS^ngele reprezint\ acel “mediu intern” care irig\ ]esuturile [i organele, reprezint\ 1/12 – 1/15 din greutatea corpului omenesc, avand un rol important in procesele vitale ale organismului.Caracteristicile fizice ale s^ngelui :• este un lichid opac, lipicios cu gust metalic• culoarea variaz\ de la ro[u-purpuriu (bogat in oxigen) la ro[u `nchis (s\

rac `n oxigen)• nivelul pH al s^ngelui este de 7.35–7.45• temperatura este de 38°C, u[or superioar\ temperaturii “normale” a

corpului• s^ngele reprezint\ aproximativ 8% din greutatea corpului• volumul sanguin variaz\ `ntre 5–6 l la barba]i [i 4–5 l la femei

Componentele s^ngelui :• Plasma

– 55%– Apa, ioni, elemente chimice– Gaze: O2 & CO2– Molecule organice

• Proteine - albumina, globuline, factori ai coagularii, si alt• Substante azotate neproteice – acid lactic, uree, creatinina• Nutrienti organici – glucoza, carbohidrati, amino-acizi• Anticorpi• Hormoni

• Celulele sanguine– 45%– Trei categorii

• Eritrocite/Hematii/GR• Leucocite/GA• Trombocite/TR

II. FUNCTIILE SANGELUI Func]ia de transport/distribu]ie :• Oxigen de la pl\m^ni [i substan]e nutritive de la nivelul tractului

digestiv c\tre ]esuturi• Reziduurile metabolice de la celule c\tre plam\ni (CO2) [i rinichi pentru

a fi eliminate• Hormonii de la glandele endocrine c\tre organele ]int\

Func]ia de reglare – men]inerea :• Temperaturii corespunz\toare a corpului prin absorb]ia [i distribu]ia c\

ldurii

1

• Unui pH normal al ]esuturilor folosind sisteme tampon• Unui volum adecvat al fluidelor din sistemul circulator

Func]ia de ap\rare • S^gele previne pierderea de s^nge prin hemostaza:

– Activarea proteinelor plasmatice [i a trombocitelor– Ini]ierea form\rii cheagului c^nd vasul este agresat (cu aparitia

unei solu]ii de continuitate)• S^ngele previne infec]iile prin:

– Sintetizarea [i utilizarea de anticorpi– Activarea proteinelor sistemului complement– Activarea leucocitelor pentru a apara corpul impotriva bacteriilor,

virusurilor, fungilor… Hematologia se ocupa cu studiul sangelui si al tesuturilor hemato-formatoare, si al patologiei legate de acestea.Componentele fundamentale ale sistemului hematopoietic sunt: Componenta periferica - sangele Tesuturile hematopoietice

o Maduva osoasao Splinao Sistemul limfatic

III. CELULELE SANGUINEElementele celulare sanguine sunt reprezentate de : Eritrocitele/hematii (GR)

Globulele rosii (GR) - sunt lipsite de nuclei si organite celulare Rol in transportul O2 si CO2

Globule albe/leucocite (GA) Numai leucocitele sunt celule complete Func]ia major\ - fagocitoza Rol `n ap\rarea imun\

Trombocite/Plachete (TR) Sunt doar fragmente celulare Rol `n hemostaz\

Majoritatea celulelor sanguine supravietuiesc in sânge doar câteva zile :• Eritrocitele = 120 zile (productia=200 miliarde/zi)• Neutrofilele = 1- 3 zile (productia = 50 miliarde/zi)• Monocitele = cateva luni• Limfocitele = cateva luni la mai multi ani• Trombocitele = 7 – 10 zile (productia = 100 miliarde/zi)

Majoritatea celulelor sanguine nu se divid; ele se reinnoiesc de catre celulele medulare

2

H E M A T O P O I E Z AHematopoieza - reprezint\ ansamblul mecanismelor care asigur\ produc]ia tuturor elementelor figurate sanguine pornind de la celula stem.

Celulele sanguine sunt `n cea mai mare parte diferen]iate, elemente terminale [i func]ionale ale liniilor celulare medulare. Aceste celule au posibilit\]i foarte reduse sau absente de sintez\ proteic\ [i diviziuni celulare (hematiile [i trombocitele sunt celule anucleate). Durata de via]\ este scurt\ : ore pentru neutrofile, zile pentru trombocite si s\pt\m^ni (120 zile) pentru eritrocite. ~n acela[i timp, num\rul acestor celule circulante este crescut [i men]inut relativ constant.

Astfel, hematopoieza asigur\ o produc]ie celular\ constant\, foarte important\ din punct de vedere cantitativ : in fiecare zi se produc aproximativ 1013 celule sanguine ceea ce corespunde la peste 2 milioane de hematii/sec.

Aceast\ activitate productiv\ este asigurat\ de o mic\ popula]ie de celule din maduva osoas\, numite celule su[e hematopoietice. Hematopoieza este controlat\ foarte strict pentru a asigura men]inerea constant\ a num\rului de celule sanguine `n ciuda varia]iilor consumurilor importante legate de contexte patologice (hemoragii, infec]ii ...). Aceast\ reglare se bazeaz\ pe mecanisme celulare si umorale (factori de cre[tere) care pot fi stimulatorii sau inhibitorii pentru hematopoiez\.

Hematopoieza cuprinde c^teva etape importante :- autore`nnoirea celulelor stem ;- angajarea celulelor stem `n procesul de diferen]iere [i orientare spre o

anumit\ linie celular\, trec^nd prin etapa celulelor progenitoare ;- proliferarea, diferen]ierea [i maturarea celulelor progenitoare conduc^nd

spre un anumit tip celular matur.

I. Dezvoltarea sistemului hematopoietic/organele hematopoieticeSediul hematopoiezei variaz\ `n func]ie de etapa evolutiv\. Diferitele localiz\ri ale hematopoiezei, `n evolu]ie, nu sunt exclusive unele fa]\ de altele, pot exista suprapuneri `ntre ele, `n timp. Hematopoieza are dou\ etape importante : hematopoieza primitiv\ [i hematopoieza definitiv\.

Ia. Hematopoieza primitiv\Debuteaz\ `n ziua 19-a vie]ii embrionare [i dureaz\ p^n\ `n s\pt\m^na 8. La `nceput, este mezodermic\, cu formarea de insule sanguine la nivelul sacului vitelin extra-embrionar. ~n insulele sanguine celulele centrale se diferen]iaz\ `n eritrocite nucleate iar celulele periferice formeaz\ primele celule endoteliale.

Ib. Hematopoieza definitiv\~ncepe `n s\pt\m^na 8. Apari]ia re]elei vasculare care conecteaz\ sacul vitelin de embrion [i diferitele organe [i ]esuturi embrionare `ntre ele permite trecerea celulelor stem hematopoietice din agregatele primitive, `n circula]ia embrionar\ [i, apoi, `n orgnele hematopoietice. ~n cursul vie]ii

3

fetale precoce, dup\ a [asea s\pt\m^n\ de gesta]ie [i pe parcursul celui de al doilea trimestru de sarcin\, organele hematopoietice principale sunt : ficatul [i splina. Ulterior, organul hematopoietic principal devine m\duva osoas\.

La na[tere, cavit\]ile medulare ale oaselor reprezint\ situsul hematopoietic major. Toate oasele sunt implicate `n procesul hematopoietic. ~n evolu]ie, procesul hematopoietic activ se restr^nge la oasele scurte [i late (calota cranian\, stern, coaste, oasele bazinului, vertebre). ~n rest, m\duva osoas\ ro[ie, hematoformatoare, este `nlocuit\ cu m\duv\ gras\, galben\. La acest nivel, predomin\ adipocitele. Totu[i, la acest nivel, ca [i `n alte organe ale sistemului reticuloendotelial, r\m^n celule stem multipotente ca celule hematopoietice “`n repaus”. Aceste celule `[i p\streaz\ capacitatea de activare astfel c\, `n situa]ii de necesitate, sau patologice (sindroame mieloproliferative, anemii hemolitice) s\ dea na[tere la focare hematopoietice extramedulare.

Varsta individului Situs-ul hematopoiezeiEmbrion Sacul vitelin apoi ficatula-3a – a-7a luna in utero Splina

a-4a – a-5a luna in utero

Cavitatea medulara - predominant granulocite [i plachete

a-7a luna Cavitatea medulara - eritrocite

Na[tere Predominant medular; splina [i ficatul in caz de necesitate

Na[tere maturitate Num\rul de situs-uri active in maduva osoas\ scade dar `[i men]in capacitatea hematopoietic\

Adultm\duva osoas\ active\ la nivel craniu, coaste, stern, vertebre, pelvis, extremit\]ile proximale ale femurului

II. M\duva osoas\ la adultM\duva osoas\ (MO) este localizat\ `n cavitatea a numeroase oase. De[i este dispersat\ din punct de vedere anatomic, prezint\ o unitate de organizare datorit\ particularit\]ilor vasculariza]iei sale [i re]elei de celule stromale care stimuleaz\ hematopoieza.

La adult, MO activ\ reprezint\ aproximativ 50 - 60% din volumul medular total [i se limiteaz\ la oasele craniului, clavicule, vertebre, stern, bazin, extremitati proximale ale femurului si humerusului. ~n oasele cu hematopoiez\ activ\, se produce o involu]ie adipoas\ mai marcat\ `n partea central\ a osului [i se accentueaz\ cu `mb\tr^nirea.

Din punct histologic organizatoric, MO cuprinde mai multe compartimente : Cadrul osos, cu celule asociate

4

o Este reprezentat de un os spongios, compus de o `ntret\iere de lamele osoase sau trabecule care delimiteaz\ mici spa]ii (lojete) [i diverse celule : osteobla[ti, osteocite, osteoclaste.

o Viata osului este ciclic\ cu edific\ri [i rezorb]ii succesive (reinnoirea total\ a structurii osoase se realizeaz\ `n aproximativ 20 ani).

Compartimentul vascular cu anumite particularit\]io Are un rol func]ional : nutri]ia, oxigenarea, produc]ia de factori

de crestere, [i eliberarea de celule mature. Parenchimul hematopoietic.

o Din punct de vedere structural se caracterizeaz\ prin juxtapozi]ia de diverse celule mieloide care se reg\sesc `n mici regiuni definite de c\tre lamelele osoase (lojete medulare)

Micromediul sau trama conjunctivo-vasculara care cuprinde celulele stromale [i matricea extracelular\

o Stroma sau micromediul medular joac\ un dublu rol esen]ial `n procesul de hematopoiez\:

asigur\ fenomenul de “homing” (de localizare) la nivel medular al celulelor stem hematopoietice [i deci al hematopoiezei.

Celulele stromale produc [i elibereaz\ numero[i factori de cre[tere [i inhibitori care moduleaz\ procesul de hematopoiez\.

M\duva osoas\ se diferen]iaz\ `n liniile celulare mieloide, eritroide [i limfoide sub influen]a [i controlul unor citokine (factori de cre[tere). Ea este organizat\ `n jurul vasculaturii osoase. Rolul m\duvei osoase este de a furniza celule hematopoietice mature `n sangele periferic pentru a `nlocui pierderile fiziologice [i patologice.

Procesul complex al hematopoiezei prin care se elaboreaz\ multitudinea de elemente celulare sanguine necesit\ prezen]a a trei componente fiziologice, fiecare dintre ele esen]ial pentru ansamblu.

o Rezerva de celule stem ; o Micromediul medular - format din stroma medular\ [i vasculatura

medular\ ; o Citokinele hematopoietice – hormonii care regleaz\ hematopoieza

prin mecanisme endocrine [i paracrine

Rezerva de celule stem (Totipotente) este format\ din o Componenta `n repaos (dormant\) – celule aflate in faz\ intermitotic\

(G0) prelungit\o Componenta de auto-re`nnoire – diviziune f\r\ diferen]iereo Componenta in activitate hematopoietic\ – diviziune cu diferen]iere

(angajare/comittement)

5

Celulele stem hematopoietice totipotente sunt celulele care asigur\ produc]ia permanent\ a tuturor celulelor mature din s^nge. Reprezint\ o popula]ie celular\ destul de restr^ns\ numeric, capabil\ de autore`nnoire, de proliferare intens\ [i diferen]iere. Sunt celule mononucleate. Au cateva caracteristici :• capacitatea de a reface si a mentine functional sistemul hematopoietic

pe perioade lungi de timp in vivo• capacitate proliferativa crescuta• capacietate de auto-reînnoire• pluripoten]a• ciclu celular lent• existenta unei ierarhii referitoare la capacitate de auto-reinnoire si

potential de repopulare a maduvei: celule de repopulare pe termen scurt si pe termen lung

ERITROCITELEI. GENERALIT|}I Eritrocitul este o celul\ anucleat\ a c\rui constituent principal este

hemoglobina care permite transportul oxigenului (O2) de la pl\m^ni c\tre ]esuturi.

Eritrocitul este format `n m\duva osoas\ `n cadrul procesului de hematopoiez\ (eritropoiez\) sub forma de reticulocit care se transform\ `n eritrocit [i este eliberat `n s^ngele circulant unde supravie]uieste, in medie 110-120 zile.

Eritrocitul este distrus prin fagocitoza intratisulara (hemoliza fiziologica). Un nivel stabil de Hb semnifica existenta unui mecanism reglator care mentine un echilibru intre hemoliza fiziologica si eritropoieza. Aceasta innoire zilnica a eritrocitelor vizeaza aproximativ 1/120 din masa globulara totala.

II ERITROPOIEZA Eritrocitele la adultul normal provin din celulele su[e (stem) din m\duva

osoas\ hematopoietic\ care, dup\ ce s-au diferen]iat, sufer\ un proces de matura]ie ce dureaz\ în jur de [ase zile.

Întregul proces prin care eritrocitele sunt produse la nivelul m\duvei osoase se nume[te eritropoiez\.

Eritropoieza este un proces controlat care asigur\ o produc]ie continu\ ce înlocuie[te pierderile fiziologice men]in^nd constant\ masa eritrocitar\ total\ din organism.

Eritropoieza implic\ un num\r [i o varietate mare de celule în diferite etape de matura]ie încep^nd de la prima celul\ stem angajat\ spre linia eritrocitar\ p^n\ la eritrocitul matur : O celula stem se transforma intr-o celula angajata pe seria eritrocitara

– proeritroblast Proeritroblastul se transforma in eritroblastul precoce (bazofil)

6

Calea evolutiei seriei eritrocitare cuprinde trei faze Faza 1 – sinteza ribozomilor in eritroblastii precoci Faza 2 – acumularea de hemoglobina in eritroblastul intermediar

(policromatofil) si tardiv (acidofil) Faza 3 – eliminarea nucleului din eritroblastul tardiv cu formarea

reticulocitelor Reticulocitele devin eritrocite mature

III. REGLAREA ERITROPIEZEI Num\rul eritrocitelor circulante r\mane constant [i reflect\ echilibrul `ntre

produc]ie [i distrugere :– Prea putine eritrocite conduc la hipoxie– Prea multe eritrocite antreneaza cresterea vascozitatii sanguine

Eritropoieza este controlata hormonal si depinde de suplimente adecvate de fier, aminoacizi, si vitamine B

Eritropoieza, ca întreaga hematopoiez\, se afl\ sub controlul factorilor de cre[tere, în principal sub controlul eritropoietinei cu specificitate aproape exclusiv\ pentru linia ro[ie.

Eritropoietina este un hormon glicoproteic produs în principal la nivel renal, de c\tre celulele intersti]iale din apropierea tubului contort distal.

Produc]ia hepatic\, esen]ial\ la f\t, reprezint\ doar 10-15% la adult. Sinteza eritropoietinei este sub controlul presiunii O2 la nivel tisular.

Astfel, eliberarea Eritropoietinei (EPO) din rinichi este declan[at\ de :– hipoxia datorata scaderii GR– scaderea disponibilitatii oxigenului– cresterea necesitatilor de oxigen

Consecin]a eliber\rii de EPO o reprezint\ accelerarea eritropoiezei [i cre[terea:

– num\rului de GR circulante– capacitat\]ii de transport a oxigenului

IV. FACTORI NECESARI ERITROPIEZEIa. Fierul utilizat `n sinteza Hb este cedat eritroblastului `n principal de c\tre transferin\, sau siderofilin\, proteina sa de transport plasmatic. Fierul are trei origini :

* sursa principal\ este hemoliza fiziologic\ a eritrocitelor `mb\tr^nite de catre celulele fagocitare (circuit de reutilizare).* rezervele tisulare (`n principal `n hepatocite sub form\ de feritin\).* alimenta]ie (absorb]ia intestinal\ la nivelul duodenului [i jejunului

proximal).b.Vitamina B12 [i acidul folic sunt indispensabile sintezei ADN [i deci, mitozelor. Aceste doua vitamine sunt aduse de catre alimenta]ie [i absorbite in tubul digestiv la nivel diferit: jejunul proximal pentru fola]i, ileonul distal pentru vitamina B12 (care necesit\ asocierea cu factorul intrinsec secretat de celulele parietale fundice din stomac). Rezervele tisulare (hepatice) sunt

7

importante pentru vitamina B12 (suficiente pentru 3-4 ani) [i reduse pentru fola]i (3-4 luni).

V. ERITROCITUL Eritrocitul, celula matur\ circulant\, are aspect de disc biconcav cu

diametrul de 7-8 µm, reprezent^nd forma cea mai avantajoas\ din punct de vedere al raportului suprafa]\/volum, ce asigur\ o înc\rcare optim\ cu hemoglobin\.

Pe frotiu apare ca o celul\ rotund\, f\r\ nucleu, cu citoplasma ro[ie-roz, mai palid\ central [i mai intens\ periferic.

Durata medie de via]\ este de 120 zile. Func]ia principal\ este de transport al oxigenului de la pl\m^ni la ]esuturi.

De aceea interiorul celulei con]ine 90% hemoglobin\ [i 10% ap\.• Hemoglobina leaga in mod reversibil oxigenul astfel ca majoritatea

oxigenului din sange este legat de hemoglobina• Hemoglobina este compusa dintr-o proteina globina (formata din doua

lanturi alfa si doua lanturi beta) legata de un grup hem• Fiecare grup hem poarta un atom de fier care poate lega o molecula

de oxigen• Fiecare molecula de hemoglobina poate transporta patru molecule de

oxigen• Forme de prezentare :

• Oxihemoglobina – hemoglobina legata la oxygen - `ncarcarea cu oxigen are loc in pl\m^ni

• Deoxihemoglobina – hemoglobina dupa ce oxigenul difuzeaz\ in ]esuturi (Hb redusa)

• Carbaminohemoglobina – hemoglobina legata de bioxidul de carbon - `nc\rcarea cu bioxid de carbon are loc la nivelul ]esuturilor

VI. DESTINUL ERTROCITAR Durata medie de viata a unui eritrocit este de 100–120 zile Eritrocitele `mb\tr^nite devin rigide [i fragile iar Hb incepe sa degenereze Marea majoritate a eritrocitelor `mb\tr^nite sunt fagocitate de macrofage

(la nivel splenic) unde :• Hemul si globina sunt separate iar fierul este preluat in depozite

pentru reutilizare• Hemul este degradat in bilirubina (un pigment galben) • Ficatul secreta bilirubina in intestin sub forma de bila • Intestinul metabolizeaza bilirubina la urobilinogen • Urobilinogenul este eliminat prin scaune sub forma de stercobilina• Globina este metabolizata la AA ce sunt eliminati in circulatie

Hb eliberat\ in sange (< 15%) este capturata de haptoglobina si transportata pentru fagocitare

GRANULOCITELE

8

Granulocitele din sange sunt celule care, asa cum arata si numele, contin in citoplasma numeroase granulatii.

In functie de afinitatea tinctoriala, se disting trei tipuri de granulatii, care dau si numele celor trei subpopulatii de granulocite :

o neutrofile, o eozinofile si o bazofile.

Granulocitele se formeaza in maduva osoasa hematopoietica. Ele iau nastere dintr-o celula susa pluripotenta, care se diferentiaza spre

progenitorul specific liniei. Procesul de maturatie la nivel medular dureaza aproximativ 7 zile si

cuprinde in jur de 4-5 mitoze. Procesul de diferentiere si maturare se traduce morfologic prin

o schimbari de forma ale nucleului si o o maturare progresiva a citoplasmei, cu o pierderea bazofiliei si aparitia de granulatii specifice.

La nivel medular, in cadrul procesului de maturare, pot fi diferentiate mai multe etape pe linia celulelor precursoare :

o mieloblast, o promielocit, o mielocit, o metamielocit, o granulocit nesegmentat si o granulocitul matur sau polimorfonuclearul (PN)

Granulocitele neutrofile sunt cele mai numeroase, constituie 40-70% din totalitatea globulelor din s^nge. Linia lor de matura]ie constituie popula]ia majoritar\ din maduv\.

Rolul fiziologic principal al polinuclearelor neutrofile este de a distruge [i elimina orice agent patogen care a p\truns `n organism. Ele asigur\ at^t distrugerea c^t [i eliminarea moleculelor sau celulelor recunoscute ca anormale de c\tre PN. ~n esen]\, pentru a-[i `ndeplini func]ia, PN ader\ la peretele capilarelor, `l traverseaz\ prin diapedez\ [i se deplaseaz\ spre situs-ul de ac]iune unde `[i va `ngloba “prada” [i o va distruge. ~n cursul acestor ac]iuni, PN secret\ molecule ce vor recruta `n situsul activ alte PN, monocite [i macrofage.

9