SANGUE

Difesa dell’organismo Omeostasi mantenimento temperatura corporea, pH ed equilibrio oncotico-osmotico dei liquidi tissutali Riparazione delle ferite vascolari e coagulazione

Il sangue è formato da una parte liquida (plasma) e da una parte corpuscolata (eritrociti, leucociti e trombociti)

Trasporto • sostanze nutritizie (dal tratto gastrointestinale alle cellule degli organi) • prodotti di rifiuto (dalle cellule agli organi deputati alla eliminazione) • metaboliti e prodotti cellulari (ormoni, molecole segnale, elettroliti ecc.) • O2 (dai polmoni ai tessuti) • CO2 (dai tessuti ai polmoni) • leucociti, anticorpi e proteine implicati nei processi di difesa (nei vari

distretti orporei)

FUNZIONI DEL SANGUE

VOLUME………….........circa 5-6 litri (7 -8 % del peso corporeo-normovolemia) PESO SPECIFICO………1,057-1,062 g/ml VISCOSITA’……………….3-4 volte acqua pH………………………………….7.2-7.4 T…………………………………….circa 38°C COLORE…………………....rosso acceso (sangue arterioso) rosso scuro (sangue venoso)

PROPRIETÀ

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 (54-55%) 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.

siero

¾Se la coagulazione è impedita con l’uso di un anticoagulante (eparina, citrato di sodio, EDTA..) gli elementi figurati possono essere separati dal plasma mediante centrifugazione.

¾Quando è prelevato dai vasi il sangue coagula rapidamente in una massa rossastra gelatinosa (coagulo)

PLASMA soluzione proteica di colore giallognolo

90 % H2O

9 % proteine

1 % ioni (Na+,K+,Ca2+,Mg2+, Fe3+, Cu2+, H+, Cl-, HCO3-, HPO4

2-/H2PO4-,SO4

2-)

composti azotati (urea, acido urico, creatinina..)

sostanze nutritive (glucosio, aa, lipidi colesterolo, fosfolipidi, trigliceridi)

vitamine

gas (O2, CO2)

# 4-5 %

# 2-3 %

# 0,5 %

6-8 g/100 ml di plasma

PROTEINE PLASMATICHE

plasmacellule

ERITROCITI •il loro numero varia da 4,5 milioni a 5,5 milioni circa per mm3 (ul) di sangue a seconda del sesso (> maschio) •curiosità:ci sono circa 2.5x1013 GR in un adulto

•cellule di forma a lente biconcava (Ø di 7-8 um; spessore 1 um) – “misuratori istologici”

•l’eritrocita maturo non contiene il nucleo e i tipici organuli citoplasmatici, e il suo citoplasma è occupato prevalentemente da una proteina predisposta per il trasporto dell’ossigeno (Emoglobina). Infatti la funzione degli eritrociti consiste nel trasporto dell’O2 dai polmoni ai tessuti e della CO2 dai tessuti ai polmoni

•gli eritrociti sono prodotti continuamente a livello del midollo osseo (3x106 nuovi GR immesi nel circolo ogni secondo) e la loro produzione è controllata da diversi fattori (l’eritropoietina (EPO),vitamine del gruppo B, ecc.) •Gli eritrociti invecchiati (vita=120g) sono fagocitati dai macrofagi. •Destino emoglobina: globine scisse in aa, Fe incluso in ferritina e riutilizzati; eme incluso in bilirubina eliminata con la bile

Reticolociti (0,3-0,7%)

Globulo rosso 8 µm

aspetto morfologico a “disco biconcavo”

la forma del globulo rosso aumenta l’efficienza dello scambio di gas fra citoplasma e plasma ematico

due globuli rossi (e una piastrina) in un vaso capillare

la forma del globulo rosso favorisce anche il suo scorrimento nel micro-circolo periferico…

composizione interna? è privo di nucleo! il suo citoplasma è omogeneo e privo di organuli!

FORME DI EMOGLOBINA

• Contenuto del globulo rosso è costituito in prevalenza da 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%

EMOGLOBINA (14g/100ml)

Proteina tetramerica formata da 4 catene polipeptidiche (globine) a ciascuna delle quali è legata una ferroprotoporfirina (gruppo eme) contenente ferro Si identificano principalmente 4 tipi di catene polipeptidiche di globina indicate come (α, β, γ, δ) che sono distribuite diversamente nei vari tipi di emoglobina

HbA (emoglobina adulta) : HbA1 (α2 β2) 96% HbA2 (α2 δ2) 1,5-3% HbF (α2 γ2) 1% .

Emoglobina che lega l’Ossigeno

EMOGLOBINA

L’emoglobina è responsabile della maggior parte del trasporto di ossigeno e anidride carbonica Circa 280 milioni di molecole di Hb per GR… Più di 1 miliardo di molecole di O2 potenzialmente trasportabili da un singolo globulo rosso

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

Le terminazioni libere dei tetrameri di spectrina sono tenute insieme da catene fibrillari di actina (banda 5) contenenti tropomiosina. L’adducina e la Banda 4,1 favoriscono l’interazione actina-spectrina.

L’ancoraggio del citoscheletro alla membrana è ottenuto mediante il legame della Banda 2,1 con l’anchirina. A sua volta questa è legata alla Banda 3

LA MEMBRANA DEGLI ERITROCITI

Acido sialico

I residui di acido sialico presentano gruppi carbossilici dissociati con esposizione di carica negativa che impedisce l’agglutinazione intravascolare dei globuli rossi

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

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):

• neutrofili 55-60% • eosinofili 1-3 % • basofili 0-0,7 % • linfociti 25-33% • monociti 3-7%

Granulociti Neutrofili o polimorfonucleati:• 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 µ 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:

• 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

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 µ• 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

Monociti:• sono i precursori ematici e midollari dei macrofagi• sono cellule piuttosto grandi con diametro di circa 20 µ• 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 o in cellule dendritiche

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 µ• hanno forma biconvessa

• 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