SÂNGELE –FUNCŢII, PROPRIETĂŢI FIZICO - CHIMICE

Ţesutul sanguin - ţesut mezenchimal, origine mezoblastică, se diferenţiază în primele două luni ale dezvoltării embrionare, în cordoanele Wolff şi Pander.

Este format dintr-un compartiment periferic (sângele periferic) şi un compartiment central (organele hematopoietice).

Ţesutul sanguin cuprinde sângele periferic şi organele hematopoietice: măduva osoasă şi organele limfoide centrale (timusul, bursa lui Fabricius) şi periferice (ganglionii limfatici, splina, ţesutul limfoid intestinal).

Sângele periferic (4,5-5 litri la adult, în medie 70-80 ml/kgc) se compune din plasmă şi elementele figurate (eritrocite, leucocite, trombocite).

FUNCŢIILE ŢESUTULUI SANGUIN

1. Funcţia hematopoietică – caracteristică MO hematogene, unde prin procese de proliferare, diferenţiere, maturare şi citodiabază se formează celulele specializate din sângele periferic (eritrocite, leucocite, trombocite).2. Funcţiile sângelui (compartimentul periferic):· Funcţia respiratorie - transportă gazele respiratorii de la nivelul plămânilor la ţesuturi (O2) şi de la ţesuturi la plămâni (CO2).· Funcţia nutritivă - transportă proteine, glucide, acizi graşi, electroliţilor, vitaminelor către ţesuturi sau depozite, asigurând desfăşurarea normală a metabolismului tisular.· Funcţia excretoare - transportă substanţele rezultate din catabolismul celular, de la nivel tisular, la organele excretoare (plămâni, rinichi, piele, ficat, intestin, glande sudoripare).· Funcţia de menţinere a echilibrului hidro-electrolitic (izoionia, izovolemia, izotonia) şi acido-bazic (izohidria).

1

· Funcţia de termoreglare - transportă căldura de la nivelul organelor profunde (a căror activitate produce căldură – în special ficatul) spre suprafaţa corpului, de unde este eliminat excesul de căldură, asigurând astfel homeotermia.· Funcţia homeostazică este rezultatul interacţiunii între plachetele sanguine, factorii plasmatici şi tisulari şi peretele vasului lezat care realizează obstrucţia plăgii vasculare şi oprirea hemoragiei. Prin factorii fibrinolitici şi antifibrinolitici se asigură echilibrul fibrinolitic. Funcţiile de hemostază şi fibrinoliză menţin echilibrul fluido-coagulant al sângelui.· Funcţia de apărare faţă de agenţi biologici (microbi, virusuri, etc.) şi de înlăturare a agenţilor patogeni străini. Această funcţie este realizată prin intermediul unor proteine specifice (anticorpi) şi prin intermediul leucocitelor.

· Funcţia de coordonare şi reglare umorală - transportă hormoni, mediatori chimici şi alte substanţe biologic active, de la celulele care le produc, la celulele ţintă.

· Funcţia de reglator al TA – prin umplerea patului vascular menţine în limite normale TA.

PROPRIETĂŢILE FIZICO-CHIMICE ALE SÂNGELUI

Culoarea - roşu-purpuriu a sângelui (Fe3+), în funcţie de gradul de saturaţie a Hb cu O2.

- sângele arterial, în care Hb este transformată aproape în totalitate în oxihemoglobină, are culoarea roşu-aprins;

- sângele venos are culoarea roşu închis datorită Hb reduse; - prezenţa compuşilor anormali ai Hb - methemoglobina (roşu-brun);

carboxihemoglobina - în intoxicaţiile cu CO (roşu-vişiniu);în anemii - roşu palid.

· Densitatea - depinde de numărul elementelor figurate din sânge (în special de eritrocite) şi de concentraţia proteinelor plasmatice.

Densitatea sângelui total = 1050–1070 (la bărbaţi 1057–1067; la femei 1051-1061).· Temperatura - în funcţie de teritoriul vascular şi de intensitatea activităţii metabolice şi funcţionale a diverselor organe; 360C în teritoriul pulmonar şi

2

cerebral; 340C la nivelul vaselor cutanate unde au loc procesele de termoliză şi la nivelul vaselor din scrot; 400-410 C la nivelul hilului hepatic.· Vâscozitatea - depinde atât de factori plasmatici (concentraţia proteinelor totale), cât şi de volumul şi proprietăţile funcţionale ale elementelor figurate;

- rol în hemodinamică; scade în anemii, creşte în poliglobulii;- valoare normală 3,5-5,4 c.p.

· Presiunea osmotică – depinde de elementele cristaloide şi electroliţi.- 280-290 mOsm/l; 5300 mmHg; 7,6-8,1 atm; 660 KPa (655-682

KPa);- indirect, prin punctul crioscopic: - 0,560C ® - 0,580C.

· Presiunea coloidosmotică (oncotică)- depinde de concentraţia proteinelor.- valoarea normală: 28 mmHg (25-30 mmHg); 0,03-0,04 atm; 1

mOsm/l; 2,75-4,71 KPa.· Concentraţia ionilor de hidrogen – pH-ul sanguin

7,36 - 7,42 (40-45nM/l) – limite compatibile cu viaţa 7; 7,70. · Presiunea hidrostatică - 120 mmHg la plica cotului, 40 mmHg la nivelul capilarelor şi 10-15 mmHg la extremitatea venoasă a capilarului.· Volumul sanguin total = Volumul plasmatic + Volumul globular (hematocritul).

Volumul de sânge total = 4-5 litri, 6-8% din greutatea corpului; la bărbaţi 76 ml/kgc; 3000 ml/m2Sc; 1/12 din greutatea corpului; la femei 66 ml/kgc; 2500 ml/m2Sc; 1/15 din greutatea corpului.

Variaţii fiziologice vârsta: la nou-născut 88 ml/kgc; ¯ spre adolescenţă la 70 ml/kgc; ¯ cu

înaintarea în vârstă (¯ numărul de eritrocite şi masa musculară). greutatea corpului: este proporţional cu masa musculară; poziţia corpului: volum scăzut în ortostatism prin pres. venoase la

membrele inferioare; în clinostatism; graviditatea: în sarcină cu 30-50%, începând din luna a III-a şi este

maxim în luna a IX-a, prin volumul plasmatic; anotimp: primăvara şi vara cu 15-20% în legătură cu termoreglarea;

toamna şi iarna ¯. altitudine: pe seama volumului globular (splenocontracţie şi prin 2,3-

DPG). activitatea fizică: în efort la sportivi (prin masei corporeale active, a

activităţii metabolice şi prin mobilizarea sângelui din rezervoare).

3

Variaţii patologice· Normovolemie (volum sanguin normal): cu normocitemie, Ht = normal; cu policitemie, Ht > 58% (în unele leucemii); cu oligocitemie, Ht < 35% (în sindromul posthemoragic, faza a II-a).· Hipervolemie (volum sanguin crescut): cu normocitemie (hipertensiunea arterială, după transfuzii cu sânge integral, hipertiroidism); cu policitemie (boala Vaquez, unele leucemii, poliglobulii secundare–prin oxigenare defectuoasă; cu oligocitemie (ciroze hepatice, nefrite).· Hipovolemie (volum sanguin scăzut): cu normocitemie (stările hemoragice acute, mixedem, obezitate); cu policitemie (deshidratări masive, şoc, arsuri, transpiraţii excesive, diaree, vărsături); cu oligocitemie (anemii toxice grave, caşexie, TBC, anemii pernicioase).

Metode de determinare a volumului sanguin 1. Substanţe folosite pentru determinarea volumului plasmatic:Coloranţi: Albastru Evans (T 1824); Roşu de Congo; Roşu de Chicago;

Albastru de Geigy;Substanţe macromoleculare: Dextran, Polivinilpirolidona (PVP); Izotopi radioactivi: RISA cu I131 sau cu I123. 2. Substanţe folosite pentru determinarea volumului globular;CO - CO este toxic, metoda a fost abandonată;Izotopi radioactivi: Fe55, Fe59, Cr51, P32.3. Determinarea volumului sanguin total:Metode fizice - determinarea impedanţei electrice, înainte şi după injectarea unei substanţe rău conducătoare de electricitate, care creşte impedanţa;Metoda dublei marcări - marcarea simultană a plasmei cu RISA şi a hematiilor cu Cr51, cea mai precisă metodă, deoarece nu se mai calculează volumul total cu ajutorul hematocritului.

HEMATOPOIEZA NORMALĂ

Hematopoieza reprezintă ansamblul mecanismelor care asigură formarea celulelor sanguine mature, funcţionale.

Hematopoieza - etape importante:

4

- autoreînoirea celulelor stem;- angajarea celulelor stem în procesul de diferenţiere şi orientarea

spre o anumită linie celulară, trecând prin etapa celulelor progenitoare;- proliferarea, diferenţierea şi maturarea celulelor progenitoare,

conducând spre un anumit tip celular matur – comandate genetic prin ADN-ul cromozomial şi ARN-ul nuclear.

Hematopoieza presupune existenţa a doi factori:- celulele de origine, care printr-un lung şir de procese se transformă

în celule mature;- micromediul hematopoietic format din celule stromale mezenchimale (macrofage, celule endoteliale, fibroblaşti, adipocite,

condrocite, osteoblaşti) şi factorii stimulatori (produşi de celulele stromale), care asigură proliferarea şi diferenţierea precursorilor hematopoietici.

ETAPELE HEMATOPOIEZEI

HEMATOPOIEZA EMBRIOFETALĂ: mezoblastică, hepato-splenică şi mieloidă.

1. Etapa mezoblastică (mezodermică) – din săpt. 2-3 → săpt.10, v.i. în sacul vitelin (celule mezoblastice → hemangioblaşti).2. Etapa hepato-splenică (hepato-lienală) – după săpt. a-6-a, celulele migrează din sacul vitelin spre organele care le oferă un mediu propice de dezvoltare: ficatul este colonizat cu celule eritropoietice, în săpt. 8-10 apar precursorii granulocitari şi megacariocitari;

- celulele migrează în splină (sediul hematopoiezei);- la 4-5 luni hematopoieza hepato-splenică atinge maximum de

activitate, apoi involuează până la naştere, în paralel cu dezvoltarea hematopoiezei osoase;

- postnatal ficatul şi splina încetează să producă celule sanguine;- în săpt. a-9-a – timusul organ limfopoietic, în săpt. a-10-a – gg.

limfatici. 3. Etapa mieloidă- după 4-5 luni – primii centrii de osificare în scheletul fătului;- în luna a-6-a hematopoieza hepato-splenică şi mieloidă au ponderi egale, apoi se intensifică în MO, diminuă în ficat şi splină;- după luna a-7-a, hematopoieza din MO asemănătoare cu cea a adultului;

5

- ficatul şi splina îşi păstrează potenţialul hematopoietic şi postnatal, devenind sedii extramedulare ale hematopoiezei în urma acţiunii unor stimuli patologici (depresii ale unor linii celulare – anemie cronică, mieloscleroză, leucemii, etc.).

HEMATOPOIEZA POSTNATALĂ

- numai în MO, în situaţii extreme apar insule de hematopoieză în ficat şi splină;

- ţesutul hematopoietic 3,5-6% din G. corp; - până la 4-5 ani, toate cavităţile osoase conţin măduvă roşie,

hematogenă, alături de puţine celule adipoase;- treptat se înlocuieşte măduva roşie cu măduvă galbenă (celule

adipoase);- după 18 ani, măduva roşie se localizează în epifizele oaselor lungi,

vertebre, oase late (craniu, claviculă, coaste, stern, scapulă, pelvis şi jumătatea superioară a sacrului);

- la bătrâni, peste 70 ani, măduva roşie este înlocuită ireversibil cu măduvă cenuşie, cu reducerea hematopoiezei (scade ritmul de diviziune al celulelor senescente, CFU-E au răspuns slab la EPO, scad rezervele medulare de granulocite, scade lent Hb, imunitatea celulară mai sever afectată decât cea umorală).

Hematopoieza postnatală

6

MICROMEDIUL HEMATOPOIETIC (STROMA) 1. complex de celule stromale mezenchimale (macrofage - rol trofic,

de eliminare a rezidurilor celulare rezultate din hematopoieză; celule reticulare – celule mari, cu prelungiri într-o reţea întinsă, formează stratul extern al sinusurilor medulare; celule endoteliale – formează stratul luminal al peretelui sinusurilor medulare, permit trecerea celulelor mature; fibroblaşti – celule cu caracter contractil, conţin miozină, a-actină, sintetizează colagen; celule adipoase – rezerva energetică);

2. reţea fibrilară de glicoproteine (laminina, fibronectina, colagen, trombospondina), de unde se desprind celulele hematopoietice mature care trec prin endoteliul sinusurilor medulare;

3. factori de creştere produşi de celulele stromale: factori de stimulare ai coloniilor, EPO, limfokine = IL, IFN, TNF- a);

Distrugerea micromediului hematopoietic duce la pierderea ireversibilă a hematopoiezei (TMO cu administrare de celule stem are rezultat bun dacă MH nu a fost complet distrus).

7

Citodiabaza (eliberarea celulelor) - trecerea celulelor sanguine mature din compartimentul hematopoietic în circulaţie (în sinusurile vasculare).

CELULELE HEMATOPOIETICE: celule stem pluripotente (CSP); celule progenitoare şi precursoare, orientate către una sau mai multe linii celulare; celulele seriilor sanguine în diverse stadii de maturaţie:

- CSP – la originea tuturor celulelor sanguine; în nr. f. mic în măduva hematopoietică – stoc medular şi în sânge; morfologie necaracteristică, marker CD34+, autoregenerare nelimitată, diferenţiere în precursori multipotenţi;

- Celulele progenitoare hematopoietice - în măduvă şi sânge; autoregenerare limitată; diferenţiere multi- sau unipotentă; morfologie incertă; detectate în culturi in vitro ca CFU-GEMM, CFU-GM, -E, -M, -Meg, -Eo, -Ba, etc.;

- Celulele hematopoietice ale seriilor sanguine - prezente în măduva osoasă; morfologie distinctă; autoregenerare absentă.

Schema hematopoiezei umane

8

· Celule progenitoare (multipotente): linie mieloidă CFU-GEMM linie limfoidă CFU-LiB+T, NK ?

· Celule progenitoare orientate (unipotente): (CFU-E; CFU-GM: CFU-G, CFU-M; CFU-Meg; CFU-Eo; CFU-Ba);

· Celulele progenitoare eritroide: - CFU-EB - “burst”, celulă blastică mare, cu numeroşi nucleoli,

citoplasmă intens bazofilă, cu zonă perinucleară clară; antigenii de suprafaţă: HLA-A şi B, HLA-DR, CD34; stimulată de FSC-EB, FSC-GM şi IL-3, independentă de EPO;

- CFU-E – dă naştere unor colonii formate din 8-100 eritroblaşti, dependent de EPO (“celulă dependentă de EPO “).

Eritropoieza durează 7 zile – aduce un nr. de precursori mai mare decât necesarul (sunt distruşi în MO) = eritropoieză ineficientă.

Transformările precursorilor eritrocitari în procesul de maturare:- nucleul se reduce, scade diametrul celulei, creşte cant. de cromatină

condensată, dispar nucleolii, nucleul devine picnotic, este expulzat, creşte sinteza de Hb, scade ARN-ribozomal, în final celula devine anucleată, citoplasma roz, semn al încărcării cu Hb.· Celulele precursoare eritroide:

Proeritroblastul 18-25m, nc. rotund, voluminos, 8/10 din celulă, 1-2 nucleoli, cromatină violet-purpuriu, dispusă în reţea fină, citoplasma îngustă, bazofilă, la periferie cu halou clar; în mielogramă 0,5-1,5%.

Eritroblastul bazofil 12-18m, nc. ¾, sferic, situat central, fără nucleoli, cromatina în grămezi dense, neregulate, violet-negricioasă, citoplasma intens bazofilă; 16%.

Eritroblastul policromatofil celulă rotundă 10-12m, nc. ½, situat excentric, cromatină densă, aspect de “spiţă de roată“; 50%.

Eritroblastul oxifil (ortocromic) celulă rotundă/ovalară, 8-10m, nc. ¼, pierde cromatina, picnotic, aspect de “cocardă“ sau “treflă“, citoplasma oxifilă, cu tentă de policromatofilie; 32%.

Reticulocitul 8-9m, V=150m3, fără nucleu, citoplasma roz, reţea de glicoproteine (4 grade); durată viaţă 1-3 zile; se evidenţiază cu coloranţi vitali; 4-18/1000 eritrocite (20.000-80.000/mm3); nr. reflectă activitatea proliferativă a măduvei.

9

REGLAREA HEMATOPOIEZEI

EPO - glicoproteină 165aa, GM=30.400 d, codificată de o genă de pe cr.7; origine 90% renală, restul în ficat şi alte organe; stimul care declanşează sinteza este hipoxia tisulară; stimulează diviziunea şi maturaţia celulelor şi accelerează citodiabaza; celule ţintă CFU-E şi precursorii eritrocitari; se sintetizează EPO sintetică prin tehnica de ADN recombinat, folosită în tratamentul unor forme de anemii, în limfoame, unele cancere, mielom multiplu; mecanism acţiune: la suprafaţa celulelor se leagă de receptori specifici; intracelular induce programul de diferenţiere celulară, are efect mitogen şi previne apoptoza precursorilor eritrocitari.

Hormoni: stimulatori (androgeni, h. de creştere, tiroidieni, glucocorticoizi); inhibitori (estrogeni);

Factori de maturare – vit. B12, acid folic; Elemente de constituţie a celulelor: Fe, Cu, Co, proteine, AA; Factori de creştere hematopoietici: stimulatori (kit-ligand, FSC-GM,

FSC-Li, IL-1→-15); inhibitori (PG-E, IFN-a, -β, lactoferina, TNF).

10

11

12

13