Compozitia sangelui

PLASMA SANGUINA

compozitie, proprietati

PLASMA

Sangele este alcatuit in proportie de 55% din plasma si 45% din elemente figurate (hematii, leucocite si trombocite)

Plasma este un lichid galbui, transparent, o solutie complexa formata din apa in proportie de 91,5%, aproximativ 7% proteine si 1,5% alte substante dizolvate sau suspendate.

blood components

COMPOZITIA PLASMEI

APA92%

ProteineTotal 6-9 g/100 ml

Albumine60%

Globuline36%

Fibrinogen 4%

Enzime cu valoare diagnosticavalori foarte mici

Glucoza (dextrose)65-110 mg/100 ml

Aminoacizi33-51 mg/100 ml

Acid lactic6-16 mg/100 ml

Proteine (6.5-8.5 g %)

Albumine 50-60% ( 4.5g%)

Cele mai raspandite proteine in plasma.

Sintetizate la nivelul hepatocitelor

Joaca un rol cheie in reglarea volemiei prin mentinerea presiunii oncotice in compartimentul intravascular.

Greutate moleculara, 68000 Da

Joaca rol de transportori pentru- billirubina

- acizi grasi liberi, - hormoni- calciu , medicamente etc. Scaderea concentratiei albuminelor se produce in afectare hepatica, renala, arsuri, malnutritie, boli genetice, etc. Cresterea concentratiei albuminelor se produce de cele mai multe ori prin deshidratare .

PLASMA - COMPOZITIE

Globuline 38% Concentratie plasmatica 2.7g%)Proteine cu greutate moleculara mai mare decat albuminele si solubilitate mai mica in apa. Includ:

Alpha globulinele ( 2-5%, 5-10%)

control eaza si inhiba activitatea unor enzime din sange.

Malignitatea si inflamatia acuta le creste concentratia plasmatica

Un nivel plasmatic redus indica afectare hepatica.

Beta globulinele ( 10-15%) includ printre altele:

Plasminogenul,care activat la plasmina este implicat in liza cheagurilor de fibrina. Angiostatina cu rol in inhibarea formarii noilor vase de sange (implicata in terapia antitumorala) Sex hormone binding globulin cu rol in transportul sanguin al hormonilor sexuali.

Gamma globulinele (12-20%)-functioneaza ca anticorpi cu rol major in procesele imune.

PLASMA - compozitie

Fibrinogen

- Concentratie plasmatica = 200-400 mg/dl

poate fi convertit in fibrina sub actiunea trombinei fiind implicat in coagularea sangelui.

- Nivele cronic scazute ale concentratiei sale sunt determinate de scaderea productiei la nivel hepatic fie de cauza genetica fie dobandita (ultimele stadii ale afectarii hepatice).

Alte proteine: proteina C reactiva este un marker al inflamatiei acute si un predictor precoce al bolilor de inima.

PLASMA - COMPOZITIE

Asigura parte a presiunii osmotice determinand presiunea oncotica participa la echilibrul hidroelectrolitic.

Contribuie la vascozitatea plasmei.

Transporta substante: fier (transferina), Ca ,Cu (ceruloplasmina) lipide and vitamine liposolubile (lipoproteine), billirubina indirecta, hormoni (tiroxina, triiodotironina, cortisol)

Formeaza o rezerva proteica pentru organism.

intervin in coagulare si fibrinoliza

Participa in raspunsul inflamator

Participa in protectia contra infectiilor.

Alcatuiesc sisteme tampon participand la echilibrul acidobazic.

Reduc activitatea proteolitica in sange (alfa1 antitripsina).

PROTEINE PLASMATICE - FUNCTII

PLASMA - COMPOZITIE

Lipide totale450-850 mg/100 ml

Colesterol 120-220 mg/100 ml

Acizi grasi 190-420 mg/100 ml

High-density lipoprotein (HDL) 30-80 mg/100 ml

Low-density lipoprotein (LDL) 62-185 mg/100 ml

Trigliceride 40-150 mg/100 ml

Fospholipide 6-12 mg/100 ml

Substante neproteice dizolvate in plasma:

Electroliti: Concentratie plasmatica: = 310 mEq/l Na+, K+, Ca++, Mg++, Cl-, HCO3-, H2PO4-, SSubstante nutritive: glucosa (65-110 mg/dl), lipide (700 mg/dl), polipeptide, aminoaciziGaze(oxigen, dioxid de carbon)Vitamine. Produsi de metabolism: urea ,creatinina, acid uric.

PLASMA - COMPOZITIE

PLASMA - COMPOZITIE

Iron50-150 g/100 ml

Vitamins (A, B, C, D, E, K)Trace amount

Electrolytes

Sodium135-145 mEq/L

Potassium3.5-5.0 mEq/L

Magnesium1.3-2.1 mEq/L

Calcium9.2-10.4 mEq/L

Chloride90-106 mEq/L

Bicarbonate23.1-26.7 mEq/L

Phosphate1.4-2.7 mEq/L

Sulfate0.6-1.2 mEq/L

PLASMA - COMPOZITIE

Produsi de catabolism

Amoniac0.02-0.09 mg/100 ml

Uree8-25 mg/100 ml

Creatina0.2-0.8 mg/100 ml

Creatinina0.6-1.5 mg/100 ml

Acid uric1.5-8.0 mg/100 ml

Bilirubina0-1.0 mg/100 ml

Gaze respiratorii (O2, CO2, and N2)

ParchmentParchment

plasma

serum

clotting proteins(fibrin)

Elemente figurate sanguine

Eritrocitele

HEMATOPOIEZA

= procesul de formare al elementelor figurate ale sngelui:Implica:- proliferarea- diferenierea - trecerea n circulaie a elementelor figurate.

cuprinde:- eritropoieza = formarea eritrocitelor- leucopoieza = formarea leucocitelor

- trombocitopoieza = formarea trombocitelor

HEMATOPOIEZA
Sediu

Mduva roie hematogen

- celule stem hematopoietice (30-70%):

strom reticulo-vascular (celule stromale,

esut adipos, fibrocite, esut conjunctiv extracelular, sinusoide vasculare).

Celulele hematopoietice - 3 mari grupe:

1. Celule stem pluripotente2. Celule progenitoare hematopoietice3. Celule ale liniilor sanguine

HEMATOPOIEZA
Celule hematopoietice

1. Celule stem pluripotente (CSP)

= celule de origine ale tuturor liniilor sanguine

au capacitate de autoregenerare i difereniere

2. Celule progenitoare hematopoietice

- iau natere din CSP- au capacitate - limitat de autogenerare- mai restns de difereniere- celule progenitoare mieloide: Eritrocite Leucocite (N, Eo, B, Mo) Trombocite- celule progenitoare limfoide: Limfocite B i T

3. Celule ale seriilor sanguine

- n diverse stadii de maturaie

FIZIOLOGIA SERIEI ERITROCITARE

ERITRON

= totalitatea elementelor masei eritrocitare (CSP eritrocit mbtrnit, care este eliminat din circulaie). = 99% din masa elementelor figurate (1% = L, T).

constituit din 3 mari compartimente:

1. Compartimentul de generare

= elementele imature de la nivelul maduvei osoase hematogene(CSP, proeritroblati, eritroblati, reticulocite) 5 7 zile

2. Compartimentul circulant

= elementele din torentul sanguin: E mature i un nr. de reticulocite (5-15)100-120 zile

3. Compartimentul de distrugere

= eritrocitele mbtrnite i modificate morfofuncional - n splin, n ficat i Maduva hematogena.

ERITROPOIEZA

nainte de natere

LOCALIZARE

Eritrocite, Hb

embrion de cteva sptmni: n celulele sacului vitelin

n lunile II-III de via fetal: difereniere n cordoanele Wolf i Pander primele insule de esut sanguin

n lunile III-VI de via fetal: ficatul i splina devin organe hematopoietice

n lunile VI-IX: dezvoltarea mduvei osoase, prezent n toate oasele (n luna IX dispare hematopoieza hepato-splenic).

E primitive

E nucleate,Hb embrionar

E nucleate,Hb fetal

E anucleateHb fetal

ERITROPOIEZA

2. dup natere

imediat postnatal: mduva hematogen n toate oasele

treptat, mduva hematogen se restrnge:

- pn la 18 ani: n epifizele proximale humerus, femur i tibie, oase scurte i plate. la adult: n oasele scurte i plate (coxale, stern, corpurile vertebrelor, oasele late ale craniului). n celelalte oase: mduv galben nehematogen .

ERITROPOIEZA

Etapele eritropoiezei

1. multiplicare i maturarea precursorilor eritrocitari (BFU-E, CFU-E, proeritroblast, eritroblati)

2. expulzia nucleului (eritroblast oxifil reticulocit)

3. eritrodiabaza (trecerea din mduv n circulaie).

ERITROPOIEZA
Etape

Tipuri celulare de evoluie

Caracteristici generale

Aspecte morfo-funcionale

1. CSP

(celula stem pluripotent)

2. BFU-E

(Burst Forming Unit-E; celule formatoare de colonii eritroide "de tip exploziv")

3. CFU-E(Colony Forming Unit-E; celula formatoare de colonii eritroide)

- au receptori pt. eritropoietin- au capacitate de proliferare i difereniere

celule nucleate

ERITROPOIEZA
Etape

Tipuri celulare de evoluie

Caracteristici generale

Aspecte morfo-funcionale

4. Proeritroblast= celula cap de serie a seriei roii5. Eritroblast bazofil6. Eritroblast policromatofil

7. Eritroblast

oxifil (normoblast)

- au receptori pentru eritropoietin- au capacitate de proliferare i difereniere

sintetizeaz Hb i enzime

- capacitate de proliferare- sintez de Hb i enzime- evolueaz spre reticulocit

celul nucleat

celul cu nucleu mic

ERITROPOIEZA
Etape

Tipuri celulare de evoluie

Caracteristici generale

Aspecte morfo-funcionale

8. Reticulocit

- nu are capacitate de proliferare- trece n snge = eritrodiabaz dup 1-2 zile- n snge (5-15) se matureaz n splin, unde pierde resturile de mitocondrii i ribozomi- sintetizeaz Hb i enzime pn la pierderea ribozomilor i mitocondriilor

celul anucleat cu resturi de ribozomi i mitocondrii

9. Eritrocit matur

- nu are capacitate de proliferare- nu sintetizeaz Hb, enzime- durat de via = 100-120 zile

celul anucleat, fr ribozomi, fr mitocondrii

ERITROPOIEZA
Maturarea eritrocitelor - caracteristici

reducerea dimensiunii

creterea volumului citoplasmatic + reducerea bazofiliei citoplasmei,

reducerea dimensiunii nucleului expulzia lui. Durata de evoluie CSP - reticulocit = 5 - 7 zile.

Producia eritrocite/zi = Distrugere eritrocite/zi

ERITROPOIEZA
Substane necesare eritropoiezei

Proteine

b. Minerale: fier, cupru, cobalt, zinc

c. Vitamine: B12, acid folic, B6, C

Substane necesare eritropoiezei MINERALE- Fierul

Fierul din organism = 4 g 3 compartimente:

1. Compartimentul sanguin (65%):

- n eritrocite, sub form de Hb- n plasm (legat de transferin; = 60-150 microg/dl)

2. Compartiment de depozit (30%)

- n splin, ficat, mduv hematogen - 2 forme:

feritina, compus hidrosolubil, elibereaz uor Fe 3+;

hemosiderina = feritin parial degradat; conine fier greu mobilizabil.

3. Compartimentul tisular (5%)

- n muchi, sub form de mioglobin (4%)- n structura unor enzime (citocromi, peroxidaze etc.)(1%)

Necesarul de fier

= 1 mg/zi, asigurat de aportul alimetar uzual;

necesar n stri fiziologice (sarcin, cicluri menstruale )

Aportul de fier

diet normal = 10 mg/zi (se abs. 5 - 10%)

fierul rezultat din hemoliza normal.

Pierderile fier

(prin pr, piele, urin, scaun) = 1 mg/zi

Substane necesare eritropoiezei MINERALE- Fierul

Substane necesare eritropoiezei- alte minerale

Minerale

Roluri

Cupru

- intr n structura sistemelor enzimatice care asigur fixarea fierului n hemoglobin rol n sinteza Hb.- carena de cupru anemie hipocrom.

Cobalt

intr n structura vitaminei B12, care este absolut necesar eritropoiezei

Zinc

intr n compoziie sistemelor enzimatice necesare eritropoiezei

Substane necesare eritropoiezei
Vitamina B12

= vitamin hidrosolubil sintetizat exclusiv de microorganisme

Principala surs: alimentele de origine animal.

Necesar = 2-5 g/ziAport exclusiv alimentar

(diet normal=5-30 g/zi - se abs. 1-5 g/zi).

Absorbia

- condiionat de prezena factorului intrinsec al lui Castle (FI) = glicoprotein sintetizat de celulele parietale gastrice

Substane necesare eritropoiezei
Vitamina B12

Roluri n reglarea eritropoiezei:

particip la transformarea acidului folic n acid tetrahidrofolic = forma activ a acidului folic.

induce sinteza de ARN i ADN

activeaz formarea, creterea i maturarea E

Deficitul de vitamina B12 n:

gastrite atrofice, rezecie gastric (prin deficit de FI)

afeciuni ale ileonului terminal (cu reducerea absorbiei)

parazitoze (captare B12 de ctre parazit).

anemie macrocitar hipercrom (pernicioas sau Biermer) (E, Ht, Hb , DEM, VEM i IC).

Substane necesare eritropoiezei

ACID FOLIC (necesar 100 microg/zi)

Forma activ: acid tetrahidrofolic (FH4)

Roluri n:

- sinteza purinelor i pirimidinelor necesare formrii ADN, ARN- stimularea proliferrii, diferenierii i maturrii E.

VITAMINA B6 (necesar 3-5 mg/zi)

Roluri: - indispensabil pentru sinteza Hb

- favorizeaz absorbia intestinal a vitaminei B12.

Substane necesare eritropoiezei

Vitamina E (tocoferol)(20 mg/zi)

Roluri:

- factor antioxidant (ex. previne oxidarea vitaminei C)- menine fierul n forma Fe2+ favorizeaz abs. intestinal.

Vitamina C (acidul ascorbic)(50-75 mg/zi)

Roluri: - reduce Fe3+ n Fe2 favorizeaz abs. intestinal- transformarea acidului folic n acid tetrahidrofolic (FH4)- agent reductor al methemoglobinei

VITAMINE I MINERALE
NECESARE ERITROPOIEZEI

Vitamina

Rol

Consecinele carenei

Vitamina B12

Sintez ADN

Anemie macrocitar

Acid folic

Sintez ADN i ARN

Anemie macrocitar

Vitamina C(acid ascorbic)

Metabolism Fe

Anemie

Vitamina E(tocoferol)

Aciune antioxidant

Fragilitate membranar

Fier

Sinteza Hb

Anemie microcitar

Reglarea eritropoiezei
Eritropoietina

1. Eritropoietina:

= GP sintetizat de rinichi (90%)

producia depinde de concentraia tisular a O2:

hipoxia - ef. stimulator hiperoxia ef. inhibitor

Efecte: crete masa eritrocitelor circulante prin:

- stimularea proliferrii CFUE- stimularea diferenierii precursorilor eritrocitari i scurtarea timpului de maturare - favorizarea ncrcrii cu Hb reticulocitelor E mature- activarea eritrodiabazei

Reglarea eritropoiezei
Eritropoietina

Mecanism: legare de receptor membranar de tip tirozinkinazic localizat pe membrana precursorilor eritrocitari.

Factori care influeneaz sinteza de eritropoietin:

capacitatea de transport a O2 la esuturi:

Ex. transport oxigen (ex. anemie, irigaiei tisulare, volumului sanguin) eritropoieza prin mecanism de feedback

hormoni:

cu efect inhibitor: estrogeniicu efect stimulator: androgenii, catecolaminele, glucocorticoizii, hormonul de cretere (STH), hormonii tiroidieni

Reglarea eritropoiezei
Ali factori

Factorul celulei stem (SCF) = citokin care stimuleaz CSP i induce diferenierea, proliferarea i maturarea precursorilor eritrocitari.

Factorul de stimulare a coloniilor de granulocite i macrofage (GM-CSF) = citokin care stimuleaz CSP i induce diferenierea, proliferarea i maturarea de granulocite i macrofage, dar i a precursorilor eritrocitari.

Interleukina-3 (IL-3) - stimuleaz CSP, inducnd diferenierea, proliferarea i maturarea precursorilor eritrocitari.

CINETICA
ERITROCITELOR

Formarea eritrocitelor (eritropoieza)

2. Perioada de eritrocit circulant funcional

= 100-120 zile, perioad n care sunt i realizeaz funciile i sunt supuse la numeroase solicitri funcionale:

strbat zilnic 1-1,5 km

i modific forma la trecerea prin capilare (fusiforme) i se deplaseaz n fiicuri

stagneaz n vasele sanguine sinuoase (ex. circ. splenic)

transport gazele respiratorii O2 i CO2

particip la meninerea constant a pH-ului sanguin (prin sistemul tampon al hemoglobinailor)

sunt influenate de factori extraeritrocitari (pH, substane toxice), care le pot modifica morfo-funcional (ex. acidoza/alcaloza determin / volumului eritrocitar).

CINETICA
ERITROCITELOR

3. Distrugerea eritrocitelor (hemoliza fiziologic)

Solicitrile mecanice i chimice

epuizare energetic i enzimatic a E

E senescent, rigid, lipsit de plasticitate

E este ndeprtat din circulaie, prin eritrofagocitoz.

Normal, sediile principale ale hemolizei sunt:

Splina - cu caracteristici funcionale care accentueaz sechestrarea eritrocitelor (sinusoide mai nguste dect n alte zone).

Ficatul (debitul sanguin - de 6 ori mai dect la nivelul splinei).

Imbatranirea eritrocitelor

Eritrocitele imbatranite prezinta:1. Alterarea compozitieie si permeabilitatii membranare(HO,K,Ca, esteri fosforici , grupari sulfhidril, Na, vascozitaii citoplasmatice)2. Metabolism celular alterat(glicoliszei ATP, 2,3 DPG, lipide, acizi grasi liberi, activitatii enzimatice hexokinaza, aldolaza, piruvatkinaza G-6-Pdehidrogenase, methHbreductase)3. [ methHb ]

Hemoliza = ruperea eritrocitelor cu eliberarea hemoglobinei in lichidul inconjurator (plasma, in vivo).- Extravasculara (90%) cand hematiile sunt fagocitate de macrofages in splina, ficat si maduva osoasa -Intravasculara (10%) rezulta cand ruperea hematiilor se produce in circulatie.-

Hemoliza

Hemoliza extravasculara

In interiorul macrofagelor, hemoglobina este desfacuta in globina. Lanturile de globina sunt desfacute pana la AA constituenti ce vor fi folositi la noi sinteze proteice

Inelul porfirinic al hemului este oxidat sub actiunea hemoxigenazei micr4ozomale rezultand biliverdina si eliberarea (Fe3+).

Fierul poate fi transportat in plasma prin canale ionice. In plasma se leaga de apotransferina formand transferina sau poate fi depozitat in celule sub forma de feritina (leget de apoferitina)

Biliverdina este redusa sub actiunea biliverdin reductaszei la bilirubina neconjugata, insolubila in apa care trece in plasma unde prin legarea de albumine devine solubila si este trnsportata astfel la hepatocite.

Ruperea membranei eritrocitare in interiorul vaselor de sange determina eliberarea hemoglobinei in plasma.

hemoglobina (un tetramer) se desface in dimeri de hemoglobina in plasma.

Dimeriii liberi de hemoglobina se leaga de haptoglobina (o -2 globulina produsa In ficat).

Haptoglobina se satureaza imediat la o concentratie de hemoglobina de 150 mg/dL)

Dimeri de hemoglobina aflati in exces in plasma sunt filtrati la nivelul glomerulului renal producand hemoglobinuria

Hemoliza intravasculara

Hemoliza Intravasculara

Dimerii de hemoglobina ramasi in circulatie sunt oxidati la methemoglobina care disociaza in hem liber si lanturi de globina .

free hem- ul oxidat (met-heme) se leaga de hemopexina ( o -globulin, Hpx)

Complexele de met-heme si hemopexina (met-heme/Hpx) sunt preluat e pe un receptor de pe membrana hepatocitelor si a macrofagelor din splina, ficat si maduva hematogena.

Complexele hemoglobin/haptoglobina sunt preluate de hepatocite si macrofage intr-o masura mai mica .

Hemoliza intravasculara

In macrofage:

Hemoglobina disociaza in hem si globina .

globinele sunt desfacute in AA, reutilizabili pentru noi sinteze proteice .

hemul este oxidat de hemoxigenaza si formeaza biliverdina si fier .

Fierul e transferat pe apoferitina din plasma sau depozitat in celule ca feritina .

biliverdina e degradata la bilirubina neconjugata sub actiunea biliverdin reductazei.

Hemoliza intravasculara

Bilirubina neconjugata este eliberata in plasma unde se leaga de albumine devenind sulubila in apa de unde va fi preluata de hepatocite prin intermediul unui receptor de haptoglobina .

In cazul hemolizei intravasculare cresterea conncentratiei bilirubinei se face pe seama bilirubinei neconjugate, indirecte.

Este neobisnuit ca hemoliza intravasculara sa se produca singura de obicei fiind acompaniata de cea extravasculara

Consumul de haptoglobina in timpul hemolizei intravasculaare determina scaderea concentratiei serice a acestei proteine fiind marker al anemiei hemolitice prin hemoliza intravasculara.

Catabolismul hemoglobineiLa adult: degradare Hb = 6-7 g/zi

Globina - reutilizat ca surs de AA n proc. Metabolice

Hemul - degradat Fe + biliverdina

Reducerea biliverdinei B indirect/neconjugat (BI) - transportat n snge legat de albumine

BI este conjugat la nivel HEPATIC cu acid glicuronic

B direct/conjugat (BD)

BD este eliminat prin bil n cile biliare

INTESTIN GROS: sub ac. enzimelor reductoare

ale florei microbiene: BD urobilinogen(Ubg)

Majoritatea Ubg este oxidat stercobilinogen i stercobilin se elimin prin materiile fecale.

O fraciune din Ubg se abs.la nivel intestinal v. port - ficat reexcretat n bil (ciclul entero-hepatic).

O cant. de Ubg din snge este excretat de rinichi ca urobilin (1%).

Normal: Bilirubina (direct i indirect) = 0,4 -1mg%. Patologic: hiperbilirubinemie colorare n galben tegumente i mucoase; n:

hemoliz excesiv (icter hemolitic)

obstacol n calea scurgerii bilei n intestin (de obicei calculi n cile biliare)(icter mecanic)

hepatocitoliz (icter hepatic).

Eritrocite-caracteristici morfo-funcionale

Numrul de eritrocite

= 45,5 mil/mm3 - brbai = 4,9 0,7 mil/mm3;- femei = 4,3 0,6 mil/mm3.

2. Forma eritrocitului

disc biconcav, cu marginile rotunjite

asigur suprafaa mare la volum

3. Dimensiunile eritrocitelor

DEM = 6,8 7,7m;

GEM = 1,7 2,5 (2) m;

(n centru - cu 1 m < dect periferic)

4. Culoarea eritrocitelor

dat de Hb eritrocitar

eritrocitul normal colorat = normocrom.

VARIAII

De numr

numrului de eritrocite = anemie numrului de eritrocite = poliglobulie

De form

ovale = ovalocitecu forme negeometrice, bizare = poikilociteeritrocite sferice = sferociten secer = drepanocitecu excrescene = acantocite

De dimensiuni

= microcite 9m (10-12) = macrocite (megalocite) i grosime = platicite

De culoare

palide, slab colorate = hipocromeintens colorate = hipercromeE normo-, hipo-, hipercrome = anizocromie

3. Proprietatile eritrocitelor

1. Plasticitate = proprietatea E mature de a -i modifica forma la trecerea prin capilare cu diametru < diametrul eritrocitar.

2. Plachetarea = prop. E de a se deplasa n fiicuri la nivelul capilarelor.

3. Rezistena globular = rezistena E la solicitri mecanice, chimice, biol.

- Uzual: RG n soluii cu hipotonicitate progresiv crescnd.

Normal:

RG min. (hemoliz incipient) = 0,40-0,44 g% NaCl, RG max. (hemoliz total) = 0,32- 0,28 g% NaCl.

3. Proprietatile eritrocitelor

4. Sedimentarea = proprietatea E lsate n repaus de a sedimenta n virtutea gravitaiei (recoltare pe anticoagulant)

- Normal:

VSH = 1-10 mm/h la femei;

2-13 mm/h la brbai 0,5 - 1 mm/h la nou-nscut.

5. Scintilaia = proprietatea E de a reflecta razele de lumin

4. Structura eritrocitelor

Membrana eritrocitar - particulariti:

- cu Ag de suprafa i receptori membranari - strat mijlociu lipidic foarte mobil asigur plasticitatea

strat intern - asigur rezistena, forma E

Compoziie:

60% ap

33-35% Hb

5-7% alte substane:

2% enzime (cu rol n ciclul glicolitic, untul

pentozo-fosfailor, enzime de aprare mpotriva aciunilor oxidative)

pompe ionice (pompa Na+-K+, pompa de Ca+)

schimbtor Cl-/HCO3-

Fiziologia hemoglobinei

Hemoglobina = element esenial pentru realizarea funciei respiratorii a E = 95% din proteinele solubile ale eritrocitului- Sintez: n cel. tinere nucleate ale seriei roii din MRH: eritroblast bazofil, policromatofil i oxifil - n reticulocit.

A. Structura Hb

= cromoprotein porfirinic care conine fier din: 4 molecule de hem (cu 1 atom de Fe2+ - leag O2, CO2) 4 catene polipeptidice (globine).

Hemul = partea fiziologic activ

= fero-protoporfirin IX: atomul de Fe n centrul ineluluiPorfirinic; - fierul heminic = Fe 2+

Globina

= tetramer din 4 lanuri pp., dou cte dou identice.- fiecare lan pp are ataat o grupare hem la ext. moleculei

Hemoglobinele fiziologice

Hb embrionare

- sintetizate din sptmna a 3-a de via embrionar- exist 3 Hb embrionare (Hb Gower 1, 2 i Hb Portland)

Hb fetal (HbF)

- nlocuiete Hb embrionare din luna a 3-a de gestaie= principala Hb din cursul dezvoltrii fetale (22)- la natere = 70-80% din totalul Hb, apoi sinteza rapid

Hb de tip adult

- sinteza ncepe din perioada fetal, dup natere nlocuiesc rapid HbF- la adultul normal exist: 97-98% HbA1 (22)

2-3% HbA2 (22) sub 1% HbF (22)

SUBUNITATILE STRUCTURALE ALE HEMOGLOBINELOR PRENATALE SI POSTNATALE

HEMOGLOBIN

-LIKE SUBUNIT

-LIKE SUBUNIT

TIME OF EXPRESSION

Gower 1

Embryonic

Gower 2

Embryonic

Portland

Embryonic

HbF (fetal)

Fetal

Hb A

Postnatal

Hb A (adult)

Postnatal

HEMOGLOBIN ELE ADULTULUI

HEMOGLOBIN TYPE

FRACTION OF TOTAL HEMOGLOBIN

HbA

92%

HbA1a

0.75%

HbA1b

1.5%

HbA1c

3-6%

HbA2

2.5%

Total

100%

Hemoglobine patologice

- peste 150 variante de Hb patologice, rezultate prin:

substituirea unuia/mai multor AA din lanurile globinice

lipsa unuia sau mai multor AA.

Anomaliile structurale ale moleculei de Hb modificarea proprietilor fizico-chimice i funcionale ale Hb.Ex. nlocuirea restului glutamil cu un rest vanil n poziia 6 a lanului din molecula de HbA1 hemoglobina S. Clinic: eritrocite n form de secer i predispoziie la hemoliz (anemie falciform sau drepanocitoz).

METABOLISMUL ERITROCITAR

Cantitatea de energie necesar E = foarte redus i rezult din metabolizarea glucozei - glucoza = principalul substrat metabolic. - nu are rezerve de glicogen depinde de glucoza din mediul ambiant.

n eritrocit, degradarea glucozei se realizeaz: 90-95% prin glicoliza anaeroba (Embden-Mayerhof) 5-10% prin untul pentozelor.

Calea Embden-Mayerhof (glicoliza anerob)

metabHfosforilarea glucozei glucozo-6 fosfat (G-6 P)

transformarea G-6 P fructozo-6 P fructozo-1,6 diP

fructozo-1,6 difosfat este clivat G-3 P + DHAP

G-3 P este transformat n 1,3-DPG piruvat lactat

difuzeaz n afara E i sunt metabolizate n esuturi.

Ciclul Rappaport-Luebering (sau ciclul 2,3-DPG).

metabH- sub aciunea 1,3-DPG-mutazei: 1,3-DPG 2,3-DPG (ireversibil) - 2,3-DPG este hidrolizat de 2,3-DPG-fosfataza: 3-PG piruvat

lactat

Rol: 2,3-DPG afinitatea Hb pentru O2 elib. a O2 la esuturi

untul pentozelor - etape

Importana untului pentozelor1. formarea NADPH (2 NADPH/pentru 1 mol glucoz) utilizat de sistemul methemoglobin-reductazic2. formare de pentozofosfat care este antrenat n calea glicolizei anaerobe, contribuind la generarea de ATP

conversia glucozei-6 fosfat n ribuloz-5 fosfat (cu formarea a 2 molecule de NADPH2)

clivarea ribulozei-5 fosfat n 3 foiceraldehid i fructoz-6 fosfatsfogl

metabH

Calea Embden-Mayerhof (glicoliza anerob)

Importana cii glicolitice1. formare 2 molecule de ATP/1 mol de glucoz, n dou trepte:(1) 1,3-DPG 3-PG; (2) acid fosfoenol-piruvic acid piruvic2. formarea de NADH (folosit de sist. methemoglobin reductazic)3. formarea 2,3-DPG (care favorizeaz cedarea O2 la esuturi).

metabH

Fiziologia 2,3 DPG

- se formeaz din metab. G - ciclul Rappaport-Luebering

Rolul 2,3-DPG
- scade afinitatea pentru O2 a Hb cedarea O2 la esuturi.
- mecanism: se fixeaza echimolecular pe lanurile b ale HbA (22) modificri conformaionale cu eliberarea O2 de pe HbO2.
- deplaseaz curba de disociere a HbO2 la dreapta, mrind eliberarea O2 la nivel tisular.

Obs: La ft - E conin Hb fetal (HbF, 22) 2,3-DPG nu influeneaz eliberarea O2 la esuturi

Variaii ale produciei intraeritrocitare de 2,3-DPG

Fiziologia 2,3 DPG

FaFactori stimulatorictori stimulatori

Factori inhibitori

Intensificarea glicolizei:

(alcaloz E, efort fizic, hipoxie cr., hipertiroidism)

Reducerea glicolizei(acidoz E)Perturbarea c.RapaportConservarea sg

Fiziologia sistemelor reductoare
eritrocitare

- Oxidarea Hb trecerea Fe2+ n Fe3+ formare MetHb

Normal: sub 2% MetHb

(deoarece este redus pe cale enz.+ neenz.)

Patologic:

MetHb culoare brun a sngelui

MetHb > 15%: cianoza (cul. albastr tegumente)

n: intoxicaia cu nitrii, nitrai,

adm. medicam. oxidante (nitroglicerin)

Sistemele reductoare eritrocitare sunt:

Sistemul methemoglobin reductazic

Glutationul redus

Albastrul de metilen

Vitamina C

Fiziologia sistemelor reductoare
eritrocitare

1. Sistemul methemoglobin reductazica. Methemoglobin reductaza-NAD dependent sau diaforaza 1 rol major

folosete NADH din glicoliza anaerob pentru reducerea Fe3+ la Fe2+

b. Methemoglobin reductaza-NADP dependent sau diaforaza 2 - rol sec.

- utilizeaz NADPH rezultat din untul pentozelor pentru reducerea Fe3+ la Fe2+

Fiziologia sistemelor reductoare
eritrocitare

2. Glutationul redus

- se produce n E din glutamat+glicin+cistein (cu consum ATP)- este regenerat de ctre glutation reductaza NADPH-dep.- Formele oxidat (G-SS-G)/redus (GSH) = sistem redox (75%/ 25%)Rol: protejeaz de oxigen SH-enzimele, membrana eritrocitar, Hb (care conine 6 grupri SH).

3. Ali ageni reductori ai MetHb:- Albastrul de metilen

= agent reductor al MetHb (administrat iv)- acioneaz enzimatic prin activarea MetHb-reductazei NADPH-dep.- Vitamina C= agent reductor al MetHb (administrat iv. sau oral)- reduce MetHb pe cale neenzimatic

Funciile eritrocitelor
1. Funcia de transport a O2 i CO2

La nivelul plmnilor au loc

La nivelul esuturilor au loc:

- fixarea O2 pe hemoglobin - eliberarea CO2 din HbCO2- fixarea H+ - eliberarea 2,3-DPG.

- eliberarea O2 de pe HbO2 - captarea de ctre Hb a protonilor- fixarea CO2 carbamai- fixarea 2,3-DPG.

Funciile eritrocitelor
1. Funcia de transport a O2 i CO2

Transportul O2

- dizolvat fizic n plasm (1%); proporional cu PO2 . - combinat cu hemoglobina (99%).- Reacia Hb cu O2 : rapid, fiecare atom de Fe2+ al gruprilor hem -Hb poate fixa o molecul de O2, fr modificarea valenei Fe2+ = oxigenare- Fixarea i eliberarea O2 de pe molecula de Hb are loc succesiv, cu vitez progresiv crescnd

Funciile eritrocitelor
1. Funcia de transport a O2 i CO2

Factorii care influeneaz afinitatea Hb
pentru O2

Factori care cresc afinitatea pentru O2

Factori care diminu afinitatea pentru O2

determina intensificarea fixrii O2 deplasarea spre stnga a curbei de disociere a oxihemoglobinei.

favorizeaz eliberarea oxigenului la nivelul esuturilor deplasarea spre dreapta a curbei de disociere a oxihemoglobinei.

[H+](pH), [CO2], [2,3 DPG], temperaturii, HbF

[H+] ( pH), [CO2], [2,3 DPG], temperaturii, HbA

Funciile eritrocitelor
1. Funcia de transport a O2 i CO2

FIZIOLOGIA INTERACTIEI O2-HEM

Hemoglobina poate lega O2 numai cand ionul de fier se afla in starea de Fe2+ .

Aceasta interactie trebuie sa fie pe deplin reversibila permitand in mod repetitiv legarea si eliberarea O2

Pentru acest deziderat mediul asigurat prin prezenta globinei este esential

Doar cand hemul este parte a Hb, interactia cu cei aprox. 20 AA face O2 sa lege lax si reversibil Fe2+.

- histidina joaca un rol esential pt. ca: -se leaga de Fe2+ - doneaza sarcinile negative care stabilizeaza complexul Fe2+-O2 . - transmite, restului de tetramer Hb informatia ca o molecula de O2 s-a legat de Fe2+.

FIZIOLOGIA INTERACTIEI O2-HEM

Afinitatea pentru O a Hb depinde de starea sa tensionata (T) sau relaxata (R) influentata de pO:- cand pO este mare, toate moleculele de Hb sunt in stare relaxata R avand o mare afinitate pentru O- cand pO este zero toate moleculele de Hb sunt in stare T avand afinitate joasa pentru O- la valori intermediare ale pO exista un echilibru intre moleculele de Hb in stare T si R .

MODIFICAREA CONFORMATIONALA A HEMOGLOBINEI IN URMA LEGARII O

Cand cele patru grupari hem sunt lipsite de O:

fiecare Fe 0.06 nm deasupra planului inelului sau porfirinic.

Inelul porfirinic este el insusi distorsionat .

legatura Fe- histidine este sub tensiune in deoxyHb, toate componentele tetramerului fiind strans interconectate (starea T )Cand un O se leaga de un Fe :

Fe tinde sa se deplaseze in jos in planul inelului porfiirinic .

Hb trece brusc in starea R si afinitatea sa pentru O este de 150 de ori mai mare decat in starea T .

HEMOGLOBINA

Oxihemoglobina

-legata de oxigen

- rosie

Deoxihemoglobina

- fara oxigen

- rosu inchis.

Carbaminohemoglobina

20% din dioxidul de carbon din sange se leaga de globina parte a hemoglobinei, formand carbamino-hemoglobina.

Monoxidul de carbon se afla in competitie cu oxigenul si are o afinitate ridicata pentru hem impiedicand legarea oxigenului sau a dioxidului de carbon.

Methemoglobina (metHb)

Oxidarea fierului din molecula de hemoglobina cu transformarea sa in Fe 3+ se poate produce spontan sau sub influenta unor compusi cum sunt nitritii sau sulfon amidele,

Consecinta acestei oxidari este transformarea hemoglobinei in methemoglobina incapabila de a lega labil oxigenul

In interiorul hematiilor methemoglobinreductaza utilizand forma redusa a nicotinamide-adenine dinucleotid phosphatului (NADPH) reduce methemoglobina inapoi la hemoglobina astfel ca in conditii normale doar 1.5% din totalul hemoglobinelor din sange exista in starea de methemoglobina .

In cazuri rare de deficit genetic al productiei acestei enzime apare o crestere a procentului de methemoglobina pana la 25% sau mai mult din totalul hemoglobinelor. In aceasta deficienta rezulta o scadere a capacitatii de transport al oxigenului determinand hipoxie tisulara .

Funciile eritrocitelor
1. Funcia de transport a O2 i CO2

Transportul CO2

1. Forma dizolvat fizic a CO2 (5%)

= partea difuzibil - determin sensul i mrimea difuziunii, fixarea sub form de carbamat/bicarbonat

2. Forma combinat cu proteinele plasmatice i hemoglobina (4,5%).

CO2 fixat de gruprile aminice ale:- proteinelor plasmatice carbamai - Hb carbHb

3. CO2 transportat sub form de bicarbonat (90%)

- KHCO3 intraeritrocitar si NaHCO3 n plasm.

n plasm: o cantitate CO2 se hidrateaz spontanH2CO3 HCO3- + H+

Funciile eritrocitelor
1. Funcia de transport a O2 i CO2

Controlul formrii i eliberrii CO2 de pe Hb gradul de oxigenare al Hb (efect Haldane): O2 tindes elibereze CO2. - la esuturi: elib. O2 de pe Hb favorizeaz fixarea CO2 - la plmni: O2 determin eliberarea CO2 din HbCO2

Curba de disociere-fixare a CO2

este influenat de PCO2 i de saturaia n O2 a Hb.

nu atinge platou; creterea progresiv a PCO2 cantitatea de CO2 dizolvat n plasm nu exist pct. de saturaie

sngele arterial - curb de fixare-disociere a CO2 mai deprimat fa de cea a sngelui venos (explicaie: eritrocitele cu oxiHb pot fixa mai putin CO2 ).

La esuturi: fixarea CO2 se face uor datorit PO2 i a pH-ului mai acid.

La plmni cedarea CO2 este determinat de PO2 i pH ceva mai alcalin.

Funciile eritrocitelor
2. Rolul eritrocitelor n meninerea EAB

Prin:

sistemele tampon eritrocitare: HbK/HbH, HbO2K/HbO2H, care asigur din capacitatea tampon a sngelui

fixarea CO2 sub form de HbCO2

- creterea capacitii tampon a plasmei (NaHCO3), ca urmare a fenomenului Hamburger

ERiTROCiTE- alte functii

Contribuie la realizarea tonusului vascular: eliberand ATP determina relaxarea si dilatarea peretilor vasculari promovand un flux sanguin normal (in urma stresului de frecare indus ca urmare a vasoconstrictiei) . - Eliberand S-nitrosothioli care au actiune vasodilatatoare trimitand mai mult sange ariilor tisulare lipsite de oxigen (cand moleculele lor de hemoglobina sunt deoxigenate

Sintetizand oxid nitric pe cale enzimatica folosind ca substrat L-arginina, la fel ca celulele endoteliale (cand sunt expuse unor nivele fiziologice ale stresului de frecare.

Producind hidrogen sulfurat cu rol de semnalizator ce actioneaza in vederea relaxarii peretilor vasculari. Joaca rol in aparare :Cand hematiile sunt lizate de agenti patogeni ca bacteriile, elibereaza radicali liberi care actioneaza asupra peretilor membranari, omorand bacteriile

ERiTROCiTE- alte functii

Joaca rol in aparare :

Cand hematiile sunt lizate de agenti patogeni ca bacteriile, elibereaza radicali liberi care actioneaza asupra peretilor membranari, omorand bacteriile