Curs 8 Eritrocite_2011

5/6/2018 Curs 8 Eritrocite_2011 - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/curs-8-eritrocite2011 1/40

CURS 8 FIZIOLOGIEMG ANUL I

Şef.lucr.dr.LAVINIA NOVEANU1

Curs 8. SERIA ERITROCITARĂ

CUPRINS

1.Caracteristicile funcţionale ale eritrocitului adult

2. Particularităţi metabolice eritrocitare

3. Fiziologia hemoglobinei

4. Rolul eritrocitelor în transportul O2

5. Rolul eritrocitelor în transportul CO2

6. Rolul eritrocitelor în EAB

7. Cinetica eritrocitară. Hemoliza fiziologică





OBIECTIVELE CURSULUI 8 – Studentul trebuie să:

Descrie caracteristicile morfo-funcţionale ale eritrocitului adult

Cunoască valorile normale ale constantelor şi indicilor eritrocitari

Enumere particularităţile metabolismului eritrocitar

Cunoască calea metabolică energetică majoră a eritrocitului şi rolulcăilor metabolice derivate pentru funcţia eritrocitelor

Cunoască principalele tipuri de Hb şi derivaţii fiziologici ai Hb la adult

Explice funcţia eritrocitelor în transportul O2

Explice factorii care influenţează afinitatea hemoglobinei pentru O2

Descrie rolul eritrocitelor în transportul CO2

Cunoască mecanismele prin care eritrocitele intervin în echilibrul

acido-bazic

Cunoască cinetica eritrocitară şi etapele hemolizei fiziologice





1.CARACTERISTICILE MORFO-FUNCŢIONALEALE ERITROCITULUI ADULT (S6.slide 3 -6)

ERITROCITUL ADULTcelulă anucleată, fără organite celulare

fără capacitate de proliferarefără capacitate de sinteză proteică durată de viaţă 100 – 120 de zile

FORMĂ (microscop electronic)disc biconcav, cu marginile rotunjiteasigură o suprafaţă mare la un volum mic

DIMENSIUNI DEM = 6,8 – 7,7 µ

mCULOARE Hb eritrocitarăeritrocitul normal colorat = NORMOCROM





CONSTANTE ERITROCITARE:HEMOGRAMA

(a) DIRECTE

determinate prin metode specifice de laboratorNr.E: ~4,5 mil/mm3 (~4,5 x 106/µL)sex M = 4,9 ± 0,7 mil/mm3

sex F = 4,3±

0,6 mil/mm3

Hb: sex M = 15 ± 2 g%, sex F = 14 ± 2 g%Htv: sex M = 45 ± 7%, sex F = 42 ± 5%

SCĂDERE ANEMIEdeficit de fier → anemie feripriv ădeficit de vitamina B12 şi acid folic → anemie megaloblastică

insuficienţa MOH → anemie aplasticăCREŞTERE POLIGLOBULIE primară → policitemia vera secundară → de altitudine





(b) INDIRECTE se calculează pe baza celor directe

VEM (volum mediu eritrocitar) 80 – 100 µm3

normal → normocitoză

scădere → microcitoză

creştere → macrocitoză CHEM = concentraţia medie de Hb/100 ml sânge 32 – 36 g%

HEM = concentraţia medie de Hb/eritrocit 27 – 31 pg

normal → normocromiescădere → hipocromie

RDW = indicele de distribuţie eritrocitar

variaţia volumului eritocitar faţă de VEM

creşterea RDW → anizocitoză

RDW = 11,5 – 14,5 %





Hemogramă Anemiaferiprivă

Anemiamegaloblastică

Anemiaaplastică

Nr.E, Hb, Htv ↓ ↓ ↓VEM ↓ ↑ N

CHEM, HEM ↓ N N

Diagnosticmorfologic

Anemiehipocromămicrocitară

Anemienormocromămacrocitară

Anemienormocromănormocitară

Cauze Deficit de fier Deficit de vitamina

B12 şi acid folic

Insuficienţa

MOH





2. PARTICULARITĂŢI METABOLICE ERITROCITARE

CARACTERISTICI rata metabolismul este redusă la 1/50 din metabolismul unei

celule nucleate cu aceeaşi dimensiune datorită lipsei nucleului şi a

organitelor celulare

principalul substrat energetic este glucoza

NU există depozite de glicogen sursa de glucoză extracelulară

METABOLIZAREA glucozei are loc în absenţa O2 (anaerob):

90 – 95% prin → glicoliză anaerobă (calea Embden – Mayerhof)→ ciclul Rapaport Luebering

5 – 10% prin şuntul pentozelor (calea hexozo – fosfaţilor)





(a) GLICOLIZA ANAEROBĂ

singura sursă de energie 2 x ATP/1 mol glucoză

funcţia pompei Na+/K+

funcţia cotransportului Na+/glucoză

producţie de acid lactic sursă pentru

gluconeogeneza hepatică prin G6P sursă de (NADPH + H+) sub

acţiunea G6P-dehidrogenazei

G6P = glucoză -6 -fosfat



(b) ŞUNTUL PENTOZELOR (hexozo – monofosfaţilor)

derivaţie a glicolizei anaerobe este sursă de cofactori reducători12 x (NADPH + H+)/1 mol glucoză

este cuplat prin glutation – reductaza cu

sistemul reducător al glutationul (GS)

ROL - agent de detoxifiere al H2O2

formată spontan formată sub acţiunea unor factori oxidanţi: medicamente,

infecţii bacteriene sau fungice (favism), acidoză metabolică

SISTEMUL GS prezintă 2 forme:forma oxidată - GSSG (75%)forma redusă - GSH (25%)







DEFICITUL G6PD precipitarea Hb şi anemie hemolitică



derivaţie a glicolizei anaerobe sursă de 2,3 - difosfoglicerat (2,3 - DPG)

ROL se fixează reversibil pe lanţurile β ale HbA1 (α2,β2) determină modificări conformaţionale care scad afinitatea Hb

pentru O2 ⇒ favorizează eliberarea O2 la nivel tisular afinitatea HbF (α2γ2) NU este influenţată de 2,3 - DPG

(c) CICLUL RAPAPORT - LUEBERING

HbO2 + 2,3 - DPG ⇔ Hb – 2,3 - DPG + O2







FACTORII CARE INFLUENŢEAZĂ PRODUCŢIA de 2,3 - DPG

FACTORI STIMULATORI intensificarea GLICOLIZEI INTRAERITROCITAREefort fizic

anemiealtitudine (PO2 ↓)hipoxie cronică (boli pulmonare)hipertiroidism

FACTORI INHIBITORI pH scăzut inhibă GLICOLIZA INTRAERITROCITARĂ conservarea sângelui = “capcana pentru O2”inosina adăugată în mediul de conservare pătrunde îneritrocite şi stimulează eliberarea ribozei care poate ficonvertită în 2,3 - DPG





3. FIZIOLOGIA HEMOGLOBINEI (S8.slide 13 -20)

asigură funcţia de transport a gazelor respiratorii reprezintă 95% din componentele proteice ale eritrocitului reprezintă 30 - 35% din volumul eritrocitar

se sintetizează în progenitorii eritrocitari nucleaţi din MOH: sinteză ↑ în eritroblaşti şi normoblast sinteza ↓ în reticulocit şi absentă în eritrocitul adult





STRUCTURA HEMOGLOBINEI cromoproteină porfirinică cu structură cuaternară (4 unităţi)

UNITATEA: 1 grupare HEM + 1 lanţ polipeptidicHEMOGLOBINA: 4 grupări HEM + 4 lanţuri polipeptidice

HEMUL

componenta prostetică a Hb

4 inele porfirinice + 4 atomi de Fe2+

ROL: fixează O2 pe Fe2+

GLOBINA

componenta proteică a Hbtetramer alcătuit din 2 perechi de lanţuri polipeptidice (α, β, γ, δ)

ROL: fixează CO2 pe grupări - NH2





HEMOGLOBINE FIZIOLOGICE

Hb EMBRIONARĂ ⇒ λ2, ε2, sintetizate din săptămâna a III-a

de viaţă embrionară

există 3 tipuri de Hb embrionare

Hb FETALĂ (HbF) ⇒ α2, γ2

înlocuieşte Hb embrionare din luna

a III-a de viaţă intrauterină

la naştere reprezintă 70-80% dintotalul de Hb, apoi sinteza ↓ rapid



Hb DE TIP ADULT (HbA)

după naştere înlocuieşte HbF

la adultul normal există 97 - 98% HbA1 (α2,β2)2- 5% HbA2 (α2,δ2)< 2% HbF (α2,γ2)2,2 – 4,8 % HbA1c

1

HbA1c = hemoglobina glicozilată rezultă prin ataşarea glucozei la grupările NH2terminale ale valinei din structura globinei

concentraţia creşte în diabetul zaharatindicator al nivelului mediu al glicemiei dinultimele 4 luni (durata de viaţă a eritrocitelor)







FORMELE CUATERNARE ALE HbA1

sunt organizare în câte 2 dimeri αβ (αβ1 şi αβ2)

legături chimice puternice între lanţurile α şi β ale aceluiaşi dimer

legături chimice slabe între dimerii αβ1 şi αβ2





FORMA DEOXIGENATĂ a HbA1 (“T”, tensionată) – la nivel tisular număr crescut de legături chimice între dimerii αβ1 şi αβ2

Hb cedează 4 O2

FORMA OXIGENATĂ a HbA1 (“R”, relaxată) – la nivel pulmonar

număr scăzut de legăturile chimice între dimerii αβ1 şi αβ2 Hb fixează 4 O2

DERIVAŢI AI HEMOGLOBINEI ADULTULUI HbA1





DERIVAŢI AI HEMOGLOBINEI ADULTULUI HbA1

(a) FIZIOLOGICI

OxiHb (HbO2): fixarea reversibilă a O2 pe Fe2+ hemului

Hb+ O2 ↔ HbO2

CarbHb (HbCO2): fixarea reversibilă a CO2 pe - NH2 ale globineiHb-NH2 + CO2 ↔ Hb-NH – COO- + H+

(b) PATOLOGICI

CarboxiHb → fixarea pe Hb – Fe2+ a CO, cu o afinitate de 210ori mai mare decât pentru O2 ⇒ împiedică fixarea O2

MetHb → oxidarea Fe2+ la Fe3+ în prezenţa unor agenţi oxidanţi

(nitriţi, medicamente) ⇒ împiedică fixarea O2

se produce în permanenţă, dar în cantitate redusă (< 1-2% dinHb totală), datorită intervenţiei sistemelor reducătoare ale E

HEMOGLOBINE PATOLOGICE ( ti )





HEMOGLOBINE PATOLOGICE (genetice)

(a) Substituirea sau lipsa unuia/mai multor AA din lanţurile globinice anomalia structurală a Hb ⇒ modificarea morfologiei,

proprietăţilor şi funcţiilor eritrocitelor

Ex: înlocuirea acidului glutamic cu valina în poziţia 6 a lanţului βdin HbA1 HbS = ANEMIE FALCIFORMĂ

(b) Deficitul în sinteza lanţurilor globinice α

sau β HbAb1 ↓, HbA2 ↑, Hb F ↑

= TALASEMIE (anemie hipocromă microcitară)

DREPANOCITE

Î





FORMAREA OXIHEMOGLOBINEI (HbO2) reprezintă principala formă de transport a O2 în sângeLa nivel pulmonar:

99% din O2 asigură formarea HbO2

1% din O2 se dizolv ă fizic în plasmă asigură PO2

presupune o reacţie de oxigenare (Fe2+) şi NU de oxidare (Fe3+)

este o reacţie chimică reversibilă fixarea O2 pe o subunitate HEM determină

modificări alosterice ale subunităţilor HEM

învecinate → creşterea afinităţii pentru O2

creştere progresiv ă a vitezei de fixare a O2

viteză de 300 x mai mare pentru a 4-a subunitate

4. ROLUL ERITROCITELOR ÎN TRANSPORTUL O2(S9.slide 21 – 25)

b ă l





1 g Hb: transportă 1,34 ml O2

15 g Hb/100 ml sânge: transportă 20,1 ml sau volume de O2

Sângele arterial: PO2 = 100 mm Hg, SatHbO2% = 95 – 97%

Sângele venos: PO2 = 40 mm Hg, SatHbO2% = 50 – 70%

CURBA DE DISOCIERE A HbO2

relaţia dintre PO2 arterial şi SatHbO2% curbă sigmoidă (aspect de “S” italic)

definită prin: panta curbei (segment rapid şi lent) poziţia curbei parametrul P50

P50 = PO2 la care SatHbO2% = 50%

NORMAL: P50 = 26,6 mm Hg





La nivel TISULAR

PO2 = 10 – 70 mm Hg

segment rapid

- disocierea HbO2 crescută

- afinitatea Hb pentru O2 scăzutăEritrocitul cedează O2

La nivel PULMONARPO2 = 70 – 100 mm Hgsegment lent

- disocierea HbO2 scăzută- afinitatea Hb pentru O2 crescută

Eritrocitul fixează O2

Ă





SCĂDEREA afinităţii Hb pentru O2 creşte disocierea HbO2

deplasarea spre dreapta a curbei de disociere

creşterea P50 (Hb cedează O2 la valori mai mari ale PO2)

FACTORI

la nivel tisular↓ pH –ului, ↑ H+

↑ PCO2

↑ 2-3 DPG

↑ temperaturii HbA1

EFECTUL BOHR = eliberarea O2 din HbO2 este favorizată de

↓ pH-ului şi ↑ PCO2 la nivel tisular

CREŞTEREA fi ităţii Hb t O d di i HbO





CREŞTEREA afinităţii Hb pentru O2 scade disocierea HbO2

deplasarea spre stânga a curbei de disociere

scăderea P50 (Hb cedează O2 la valori mai mici ale PO2)

FACTORI

la nivel pulmonar↑ pH –ului, ↓ H+

↓ PCO2

↓ 2-3 DPG↓ temperaturii

Hb F

EFECTUL HALDANE = eliberarea CO2 de la nivelul HbCO2 estefavorizată de ↑ PO2 la nivel pulmonar

5 ROLUL ERITROCITELOR ÎN TRANSPORTUL CO





5.ROLUL ERITROCITELOR ÎN TRANSPORTUL CO2(S10.slide 26 – 28)

Forme de transport ale CO2

dizolvat fizic în plasmă = 5% asigură PCO2

în eritrocit = 95% sub formă de HCO3

- = 90% sub formă de HbCO2= 5%

Curba de disociere a HbCO2

dependentă de PO2 prin efectul Haldane (A↔B)

sângele venos: PO2 = 40 mm Hg, PCO2 = 46mm Hg conţinutul în CO2 = 52 vol% (punctul A)

sângele arterial: PO2 = 100 mm Hg, PCO2 = 40mm Hg conţinutul în CO2 = 48 vol% (punctul B)

La nivel TISULAR Eritrocitele fixează CO





La nivel TISULAR Eritrocitele fixează CO2

CO2 se fixează pe globină HbCO2 = compus carbaminic

Hb-NH2 + CO2 → Hb–COOH → Hb–NH-COO- + H+

CO2 se hidratează în prezenţa anhidrazei carbonice (AC)

CO2 + H2O → H2CO3 → HCO3- + H+

H+ se fixează pe sistemele tampon al Hb

Hb- + H+ → HbH

La nivel PULMONAR Eritrocitele eliberează CO2





La nivel PULMONAR Eritrocitele eliberează CO2

HbCO2 cedează CO2

H+ + Hb–NH-COO- → Hb–NH-COOH → Hb-NH2 + CO2

sistemele tampon ale Hb cedează H+

HbH → Hb- + H+

H+ se fixează pe bicarbonatH+ + HCO3

- → H2CO3 → CO2 + H2O

6 ROLUL ERITROCITELOR ÎN EAB (S slide 29 32)





6. ROLUL ERITROCITELOR ÎN EAB (S11.slide 29 – 32)

MECANISME producţie de HCO3

-

fixarea CO2 sub formă de HbCO2 (compus carbaminic) sistemele tampon intraeritrocitare (fixează H+)

PARTICULARITĂŢI

prezenţa anhidrazei carbonice (AC)

măreşte de 5000 x viteza de hidratare a CO2

prezenţa schimbătorului HCO3-/Cl-

asigură fenomenul migraţiei ionilor

de Cl- (fenomenul de membrană

Hamburger)

PCO2 ↓ PCO2 ↑

AC

SISTEMELE TAMPON ERITROCITARE





SISTEMELE TAMPON ERITROCITARE

3/4 din capacitatea tampon totală a sângelui

(a) Sistemul tampon KHCO3/H2CO3

H+ + KHCO3 → H2CO3 + K+

(b) Sistemele tampon ale Hb: KHbO2/HbO2 şi Hb- / HbH cele mai puternice sisteme tampon al organismului care transformă

un acid tare (HbO2) într-un acid slab (HbH)

KHbO2 → K+ + HbO2 O2 + Hb- Hb- + H+ → HbH(acid tare) (acid slab)

KHbO2 = oxihemoglobinat de potasiu, HbO2 = oxihemoglobină

Hb- = hemoglobină redusă, HbH = hemoglobină acidă

La nivel TISULAR în eritrocit: HbH





PO2 ↓ → KHbO2 → K+ + HbO2(40 mm Hg) HbO2 → Hb- + O2 → difuzează în ţesuturi

PCO2 ↑ → activitatea AC spre producţia de HCO3-

(46 mm Hg) CO2 + H2O → H2CO3 → HCO3- + H+

H+: fixare pe Hb- → HbHHCO3

-: iese în plasmă prin schimbătorul HCO3-/Cl-

La nivel TISULAR în eritrocit ↑ HbH în plasmă: ↑ NaHCO3

VOLUMUL ERITROCITAR - creşte Cl- pătrunde în eritrocit

→ atrage APA în eritrocit

La nivel PULMONAR în eritrocit: KHbO2





PO2 ↑ → HbH → Hb-

+ H+

(100 mm Hg) Hb- + O2 + K+ → KHbO2

PCO2 ↓ → activitatea AC spre producţia/disocierea H2CO3

(40 mm Hg) H+ + HCO3- → H2CO3 → CO2 + H2OH+: fixare pe HCO3

- → CO2 + H2OHCO3

-: pătrunde în eritrocit prin schimbătorul HCO3-/Cl-

La nivel PULMONAR în eritrocit ↑ KHbO2 în plasmă: ↓ NaHCO3

VOLUMUL ERITROCITAR - scade Cl- iese din eritrocit→ atrage APA în plasmă

7 CINETICA ERITROCITELOR HEMOLIZA





7. CINETICA ERITROCITELOR. HEMOLIZAFIZIOLOGICĂ (S12.slide 33 - 40)

I.ETAPA MEDULARA ⇒ ERITROPOIEZA are loc în MOH ⇒ 25 ml eritrocite/zi (50 ml sânge/zi) reprezintă “sistemul de generare al hematiilor” ≈ 50 ml la un adult de 70 kg se desfăşoară în 5-7 zile

necesită prezenţa EPO

II ETAPA DE ERITROCITE CIRCULANTE



II. ETAPA DE ERITROCITE CIRCULANTE

Nr.eritrocite adulte: 4,5 – 5 mil/mm3

Nr. reticulocite: 0,5–1,5 % (creşterea % = RETICULOCITOZĂ) Durata de viaţă: 100–120 zile

SOLICITĂRI MECANICE “contactul” cu alte hematii şi cu endoteliul capilarelor mici “stagnarea” în vasele sanguine sinuoase (ex:circulaţia splenică)

SOLICITĂRI OSMOTICE → RG min = 0,40 - 0,44 g% NaCl→ RG max = 0,36 - 0,38 g% NaCl

RG scăzutăRG normală



III DISTRUGEREA ERITROCITELOR = HEMOLIZA FIZIOLOGICĂ





III.DISTRUGEREA ERITROCITELOR = HEMOLIZA FIZIOLOGICĂ

MECANISM epuizarea energetică şi enzimatică

scăderea metabolismului celular

⇓Modificări structurale → eritrocit rigid, lipsit de plasticitate→ membrană celulară “fragilă”→ tendinţă de a deveni sferocite

Diminuarea funcţiilor eritrocitare

Eritrocitele îmbătrânite sunt reţinute în

capilarele sinusoide ale splinei şi îndepărtate prin eritrofagocitoză decătre macrofage

HEMOLIZA: distrugerea FIZIOLOGICĂ a hematiilor îmbătrânite





HEMOLIZA distrugerea FIZIOLOGICĂ a hematiilor îmbătrânite intravasculară (proporţie ↓): Hb se fixează pe haptoglobină şi

formează un complex endocitat de macrofagele din ficat extravasculară: Hb este endocitată de macrofagele din splină

(”cimitirul eritrocitelor”), ficat şi MOH

CATABOLISMUL HEMOGLOBINEI





I. ETAPA PREHEPATICĂ are loc în macrofage (splină şi MOH) generează bilirubină indirectă (BI)

(neconjugată) ⇒ eliminare în plasmăII. ETAPA HEPATICĂ are loc în celula hepatică generează bilirubină directă (BD)

(conjugată) ⇒ eliminare în bilă

III. ETAPA POSTHEPATICĂ are loc în intestinul gros sub acţiunea florei bacteriene generează pigmenţi biliari ⇒ eliminare prin materii fecale şi urină





HEMOLIZA PATOLOGICĂ: scăderea duratei de viaţă a eritrocitelor





ţ= ANEMIE +SINDROM ICTERIC + RETICULOCITOZĂ

intravasculară - eliberarea de Hb în plasmă hemoglobinurie (eliminare de Hb în urină)

extravasculară – hepatică şi splenică

hepatosplenomegalie (mărirea ficatului şi a splinei)

(a) ANEMIA HEMOLITICĂ AUTOIMUNĂ





(e) Infestare PARAZITARĂ a eritrocitelor

MALARIA (plasmodium falciparium)

consum de medicamente (ex: penicilină)

boli autoimune

(d) SFEROCITOZA EREDITARĂ

defect structural al membranei celulare

creşte permeabilitatea pentru Na+

(b) HEMOGLOBINOPATII

creşte eritrofagocitoza

(c) DEFICITUL DE G6PD

scăderea capacităţii antioxidative

(b)

(c) (d)

(e)

(a)

Curs 8 Eritrocite_2011

Documents

Transcript of Curs 8 Eritrocite_2011