Curs Eritrocite -Sange

42
CINETICA ERITROCITELOR CINETICA ERITROCITELOR

description

Formarea eritrocitelor

Transcript of Curs Eritrocite -Sange

Page 1: Curs Eritrocite -Sange

CINETICA ERITROCITELOR CINETICA ERITROCITELOR

Page 2: Curs Eritrocite -Sange

1.Formarea eritrocitelor (eritropoieza)

2. Perioada de eritrocit circulant funcţional= 100-120 zile, perioadă în care sunt îşi realizează funcţiile

şi sunt supuse la numeroase solicitări funcţionale:• străbat zilnic 1-1,5 km• îşi modifică forma la trecerea prin capilare (fusiforme) şi se

deplasează în fişicuri• stagnează în vasele sanguine sinuoase (ex. circ. splenică)• transportă gazele respiratorii O2 şi CO2

• participă la menţinerea constantă a pH-ului sanguin (prin sistemul tampon al hemoglobinaţilor)

• sunt influenţate de factori extraeritrocitari (pH, substanţe toxice), care le pot modifica morfo-funcţional (ex. acidoza/alcaloza determină / volumului eritrocitar).

Page 3: Curs Eritrocite -Sange

3. Distrugerea eritrocitelor (hemoliza fiziologică)

Solicitările mecanice şi chimiceSolicitările mecanice şi chimice epuizare energetică şi enzimatică a E E senescent, rigid, lipsit de plasticitate E este îndepărtat din circulaţie, prin eritrofagocitoză.

Procesul de eritrofagocitoză şi catabolismul Hb - în zonele:-cu circulaţie încetinită-cu macrofage în număr mai mare (sinusoide medulare, splenice, hepatice).

Normal, sediile principale ale hemolizeiNormal, sediile principale ale hemolizei sunt:•Splina - cu caracteristici funcţionale care accentuează sechestrarea eritrocitelor (sinusoide mai înguste decât în alte zone).•Ficatul (debitul sanguin - de 6 ori mai decât la nivelul splinei).

Page 4: Curs Eritrocite -Sange

Catabolismul hemoglobineiCatabolismul hemoglobineiLa adult: degradare Hb = 6-7 g/zi • Globina - reutilizată ca sursă de AA în procese metabolice• Hemul - degradat în mai multe etape bilirubină (B) + Fe

1. Desfacerea inelului de protoporfirină biliverdină2. Reducerea biliverdinei B indirectă/neconjugată (BI) -

transportată în sânge legată de albumine3. BI este conjugată la nivel hepatic (după detaşarea de

albumine) cu acid glicuronic B directă/conjugată (BD) 4. BD este eliminată prin bilă în căile biliare. 5. La nivelul intestinului gros: sub acţiunea enzimelor

reducătoare ale florei microbiene: BD urobilinogen(Ubg)6. Majoritatea Ubg este oxidat stercobilinogen şi

stercobilină se elimină prin materiile fecale. 7. O fracţiune din Ubg se abs.la nivel intestinal v. portă -

ficat reexcretat în bilă (ciclul entero-hepatic). 8. O cant. de Ubg din sânge scapă ciclului entero-hepatic

este excretat de rinichi ca urobilină (1%).

Page 5: Curs Eritrocite -Sange
Page 6: Curs Eritrocite -Sange
Page 7: Curs Eritrocite -Sange

Normal:Normal: Bilirubina (directă şi indirectă) = 0,4 -1mg%.

PatologicPatologic:: hiperbilirubinemie

Clinic: B trece din sânge în ţesuturi colorarea în galben a tegumentelor şi mucoaselor

- se întâlneşte în caz de:• hemoliză excesivă (icter hemolitic)• obstacol în calea scurgerii bilei în intestin (de obicei

calculi în căile biliare)(icter mecanic)• hepatocitoliză (icter hepatic).

Page 8: Curs Eritrocite -Sange

STRUCTURA STRUCTURA MORFOFUNCŢIONALA A MORFOFUNCŢIONALA A

ERITROCITULUIERITROCITULUI

Page 9: Curs Eritrocite -Sange

1. Caracteristici morfo-1. Caracteristici morfo-funcţionalefuncţionale

1. Numărul de eritrocite= 4–5,5 mil/mm3 - bărbaţi = 4,9 0,7 mil/mm3;- femei = 4,3 0,6 mil/mm3.2. Forma eritrocitului- disc biconcav, cu marginile rotunjite- adaptare perfectă la funcţia respiratorie

(asigură suprafaţa mare la volum redus).3. Dimensiunile eritrocitelor- DEM = 6,8 – 7,7m;- GEM = 1,7 – 2,5 (2) m; - (în centru - cu aproximativ 1 m mai mică

decât în zona marginală).4. Culoarea eritrocitelor- dată de Hb eritrocitară- eritrocitul normal colorat = normocrom.

Page 10: Curs Eritrocite -Sange

Variaţii de număr

  scăderea numărului de eritrocite = anemie  creşterea numărului de eritrocite = poliglobulie

Variaţii de formă

   ovale = ovalocite   cu forme negeometrice, bizare = poikilocite   eritrocite sferice = sferocite   în seceră = drepanocite   cu excrescenţe terminate prin spiculi = acantocite

Variaţii de dimensiuni

   diametru = microcite diametru 9m = macrocite 10-12 m = megalocite diametru şi grosime = platicite

Variaţii de culoare

  palide, slab colorate = hipocrome  intens colorate = hipercrome  bine colorate pe margine, centrul slab colorat = anulocite eritrocite, normo-, hipo- şi hipercrome = anizocromie eritrocite tinere în sângele periferic = policromatofilie

Page 11: Curs Eritrocite -Sange

c

e

Page 12: Curs Eritrocite -Sange

Constante şi indici eritrocitariConstante şi indici eritrocitari

1.directe (măsurabile): • Nr. de eritrocite (E) = 4,90,7 mil/mm3;

4,30,6 mil/mm3

• Concentraţia de hemoglobină (Hb) = 15,12 g% la B; 13,12 g% la

F• Ht / raportul eritro-plasmatic (Ht) = 457% la B;

425% la F; • DEM = 6,8-7,7 m

2. indirecte (apreciate prin calcul)• VEM = 80-94 fl• GEM = 1,7-2,5 m• HEM = 28-33 pg• CHEM = 32-36 g Hb/dl masă eritr.• IC/VG = 0,9-1,1

Page 13: Curs Eritrocite -Sange

Proprietăţile eritrocitelor

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

2. Plachetarea = prop. E de a se deplasa în fişicuri la nivelul capilarelor.

3. Rezistenţa globulară = rezistenţa E la solicitări mecanice, chimice, biol.

- Uzual: RG în soluţii cu hipotonicitate progresiv crescândă. - Normal: RG min. (hemoliză incipientă) = 0,40-0,44 g% NaCl,

RG max. (hemoliză totală) = 0,32- 0,28 g% NaCl.4. Sedimentarea = proprietatea E lăsate în repaus de a

sedimenta în virtutea gravitaţiei (recoltare pe anticoagulant) - Normal: VSH = 1-10 mm/h la femei;

2-13 mm/h la bărbaţi 0,5 - 1 mm/h la nou-născut.

5. Scintilaţia = prop. E de a reflecta razele de lumină

Page 14: Curs Eritrocite -Sange

2. Structura eritrocitelor2. Structura eritrocitelor1. Membrana eritrocitară1. Membrana eritrocitară - 3 straturi: Strat superficial - cu Ag de suprafaţă şi receptori membranari Strat mijlociu lipidic - conţine colesterol, PL, proteine care străbat grosimea

membranei - este foarte mobil rol în realizarea plasticităţii eritrocitareStrat intern - asigură rezistenţa, forma şi deformabilitatea E

= reţea elastică din macromolecule:- fibrilare (ex. spectrina, actina) - globuloase (ex. anchirina)

2. Mediul intern2. Mediul intern= suspensie apoasă care conţine:• macromolecule (Hb, enzime), • subst. organice (glucoză, glutation,ATP),• compuşi metalici (Cu, Zn) etc.

Page 15: Curs Eritrocite -Sange

STRUCTURA MEMBRANEI ERITROCITARESTRUCTURA MEMBRANEI ERITROCITARE

Page 16: Curs Eritrocite -Sange

CompoziţieCompoziţie::• 60% apă• 33-35% Hb• 5-7% alte substanţe:

– 2% enzime (cu rol în ciclul glicolitic, şuntul pentozo-fosfaţilor, enzime de apărare împotriva acţiunilor oxidative)

– pompe ionice (pompa Na+-K+, pompa de Ca+)– schimbător Cl-/HCO3

-

Page 17: Curs Eritrocite -Sange

3. Fiziologia hemoglobinei= element esenţial pentru realizarea funcţiei respiratorii a E = 95% din proteinele solubile ale eritrocitului.

A. Structura Hb= cromoproteină porfirinică care conţine fier – constituită din:

4 molecule de hem (cu 1 atom de Fe2+ - leagă O2, CO2) + 4 catene polipeptidice (globine).

Hemul = partea fiziologic activă (fixează şi eliberează O2, CO2) = fero-protoporfirină IX: atomul de Fe în centrul inelului porfirinic - fierul heminic = Fe 2+

Globina = tetramer din 4 lanţuri polipeptidice, două câte două identice.- fiecare lanţ pp are ataşată o grupare hem la ext. moleculei- există 6 tipuri de lanţuri pp în structura globinei din Hb fiz.

Page 18: Curs Eritrocite -Sange
Page 19: Curs Eritrocite -Sange

B. Sinteza hemoglobinei

- în elementele tinere nucleate ale seriei roşii din MRH: eritroblast bazofil, policromatofil şi oxifil - în reticulocit.

!Eritrocitul adult: sinteza de hemoglobină = 0.

•Sinteza hemului

- la nivel mitocondrial din 2 precursori: succinatul + glicocolul acidul delta aminolevulinic

- reacţiile de sinteză ale hemului: cu treceri succesive ale porfirinelor din mitocondrie citosol

- în final, hemul este transportat în afara mitocondriei.•Sinteza globinei - la nivelul ribozomilor celulari

Page 20: Curs Eritrocite -Sange

C. Hemoglobinele fiziologice

Hb embrionare - sintetizate din săptămâna a 3-a de viaţă embrionară - există 3 Hb embrionare: Hb Gower 1 (22) Hb Portland (22) Hb Gower 2 (22)

Hb fetală (HbF) - înlocuieşte Hb embrionare din luna a 3-a de gestaţie= principala Hb din cursul dezvoltării fetale (22)- la naştere = 70-80% din totalul Hb, apoi sinteza rapid

Hb de tip adult- sinteza începe din perioada fetală, după naştere înlocuiesc

rapid HbF- la adultul normal există: 97-98% HbA1 (22)

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

Page 21: Curs Eritrocite -Sange
Page 22: Curs Eritrocite -Sange

D. Hemoglobine patologiceD. Hemoglobine patologice- peste 150 variante de Hb patologice, rezultate prin: • substituirea unuia sau mai multor AA din lanţurile globinice• lipsa unuia sau mai multor AA.

Anomaliile structurale ale moleculei de Hb modificarea proprietăţilor fizico-chimice şi funcţionale ale Hb.

Ex. înlocuirea restului glutamil cu un rest valil în poziţia 6 a lanţului din molecula de HbA1 hemoglobina S. Clinic: eritrocite în formă de seceră şi predispoziţie la hemoliză (anemie falciformă sau drepanocitoză).

E. Catabolismul hemoglobinei- zilnic se distrug aproximativ 6-7 g Hb 250 mg B (Hemoliza

fiziologică)

Page 23: Curs Eritrocite -Sange

DrepanocitozăDrepanocitoză

Page 24: Curs Eritrocite -Sange

F. Funcţia hemoglobinei• Transportul O2 cu formare de oxihemoglobină (HbO2) • Transportul CO2 cu formare carbhemoglobină (HbCO2)

G. Alţi derivaţi hemoglobinici1. Carboxihemoglobina (HbCO): din legarea CO la Hb.

- CO se leagă reversibil de fierul din Hb, la locul de legare al O2 nu transportă O2.

2. Methemoglobina (MetHb) - conţine Fe3+ în loc de Fe2+

- datorită Fe3+, MetHb nu poate fixa O2

- normal, există sub 2% MetHb, rezultată ca urmare a oxidării Hb. - este redusă de sist. methemoglobin-reductazice E- patologic: MetHb în intoxicaţia cu nitriţi.

3. Sulfhemoglobina (HbS) - nu permite transportul O2

- se poate forma în: tulburări digestive cu constipaţie şi producere de hidrogen sulfurat

Page 25: Curs Eritrocite -Sange

METABOLISMUL METABOLISMUL ERITROCITARERITROCITAR

Page 26: Curs Eritrocite -Sange

1. Metabolismul glucozei- glucoza = principalul substrat metabolic. - E necesită energie pentru:

- desfăşurarea normală a funcţiilor eritrocitare, - funcţionarea pompei Na+-K+ - conservarea formei de disc biconcav.

- nu are rezerve de glicogen depinde de glucoza din mediul ambiant.- cantitatea de energie necesară E = foarte redusă şi rezultă din

metabolizarea glucozei

- În eritrocit, degradarea glucozei se realizează:·     90-95% pe calea glicolizei anaerobe Embden-Mayerhof·     5-10% prin şuntul pentozelor.

Page 27: Curs Eritrocite -Sange
Page 28: Curs Eritrocite -Sange

Calea Embden-Mayerhof (glicoliza anerobă) - etape1. fosforilarea glucozei glucozo-6 fosfat (G-6 P)2. transformarea G-6 P fructozo-6 fosfat fructozo-1,6 difosfat3. fructozo-1,6 difosfat este clivat gliceraldehid-3 fosfat (G-3 P) şi

dihidroxiacetonfosfat (DHAP), care sunt interconvertibile.4. G-3 P este transformat 1,3-disfosfoglicerat (1,3-DPG) piruvat

lactat difuzează în afara E şi sunt metabolizate în ţesuturi. 

Ciclul Rappaport-Luebering (sau ciclul 2,3-DPG). - sub acţiunea 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 eliberare a O2 la ţesuturi

Importanţa căii glicolitice1. formarea a 2 molecule de ATP/1 mol de glucoză, în două trepte:

(1) 1,3-DPG 3-PG; (2) acid fosfoenol-piruvic acid piruvic

2. formarea de NADH2 (folosit de sistemul methemoglobin reductazic)acid piruvic acid lactic

3. formarea 2,3-DPG (care favorizează cedarea O2 la ţesuturi).

Page 29: Curs Eritrocite -Sange

Şuntul pentozelor - etape1.conversia glucozei-6 fosfat în ribuloză-5 fosfat (prin două

dehidrogenări succesive, cu formarea a 2 molecule de NADPH2)

2.clivarea ribulozei-5 fosfat în 3 fosfogliceraldehidă şi fructoză-6 fosfat

Importanţa şuntului pentozelor

1. formarea NADPH2 (2 NADPH2/pentru 1 mol glucoză) utilizat de sistemul methemoglobin-reductazic

2. formare de pentozofosfatul care este antrenat în calea glicolizei anaerobe, contribuind la generarea de ATP

Page 30: Curs Eritrocite -Sange

2. Fiziologia 2,3 DPG- se formează din metab. G - ciclul Rappaport-Luebering   Rolul 2,3-DPG- scade afinitatea pentru O2 a Hb cedarea O2 la ţesuturi. - mecanism: se fixeaza echimolecular pe lanţurile ale HbA (22) modificări conformaţionale cu eliberarea O2 de pe oxihemoglobină. - deplasează curba de disociere a HbO2 la dreapta, mărind eliberarea O2 la nivel tisular.Obs: La făt - E conţin Hb fetală (HbF, 22) 2,3-DPG nu influenţează eliberarea O2 la ţesuturi (datorită fixării mai slabe a 2,3-DPG de lanţurile ale HbF). Variaţii ale producţiei intraeritrocitare de 2,3-DPG  Factori stimulatori Factori inhibitori

Intensificarea glicolizei:

(alcaloză E, efort fizic, hipoxie cr., hipertiroidism

Reducerea glicolizei

(acidoză E)

Perturbarea c.Rapaport

Conservarea sg

Page 31: Curs Eritrocite -Sange

3. Fiziologia sistemelor reducătoare eritrocitare

- Oxidarea Hb trecerea Fe2+ în Fe3+ formare MetHb

- Normal: sub 2% MetHb (deoarece este redusă pe cale enz.+ neenz.)

- Patologic: MetHb culoare brună a sângelui

- MetHb > 15%: cianoza (coloraţia albastră a tegumentelor

- în: intoxicaţia cu nitriţi, nitraţi, adm. medicam. oxidante (nitroglicerină)

Sistemele reducătoare eritrocitare sunt:1. Sistemul methemoglobin reductazic

a. Methemoglobin reductaza-NAD dependentă sau diaforaza 1– rol major

- foloseşte NADH2 din glicoliza anaerobă (acid piruvic acid lactic) pentru

reducerea Fe3+ la Fe2+

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

- utilizează NADPH2 rezultat din şuntul pentozelor pentru reducerea Fe3+ la

Fe2+

NADH2 NAD

MetHb (Fe3+) Hb (Fe2+)

NADPH2 NADP

MetHb (Fe3+) Hb (Fe2+)

Page 32: Curs Eritrocite -Sange

2. Glutationul redus

- se produce în E din glutamat+glicină+cisteină (2 r. ATP-dependente)

- este regenerat continuu de către glutation reductaza NADPH-dep.

- Formele oxidată (G-SS-G)/redusă (GSH) = sistem redox (75%/ 25%) 

Rolurile glutationului:

·   - protejează de oxigen SH-enzimele, membrana eritrocitară, hemoglobina (care conţine 6 grupări SH).

·  - GSH acţionează ca agent de detoxifiere al H2O2 care se formează în

eritrocite (spontan sau sub acţiunea unor agenţi oxidanţi).

GlutamatGlicinăCisteină

Glutation sintetază GSSG GSH

NADPH2 NADP

Glutation reductaza

H2O22H2O

Glutation peroxidaza + 2 ATP

Page 33: Curs Eritrocite -Sange

3. Alţi agenţi reducători ai MetHb:

Albastrul de metilen

= agent reducător al MetHb (administrat intravenos)

- acţionează enzimatic prin activarea methemoglobin reductazei NADPH-dep.

Vitamina C

= agent reducător al MetHb (administrată intravenos sau pe cale orală)

- reduce MetHb pe cale neenzimatică

Page 34: Curs Eritrocite -Sange

Funcţiile eritrocitelorFuncţiile eritrocitelor

La nivelul plămânilor au loc: La nivelul ţesuturilor au loc:

- fixarea O2 pe hemoglobină

- eliberarea CO2 din HbCO2

- fixarea H+ - eliberarea 2,3-DPG.

- eliberarea O2 de pe HbO2

- captarea de către Hb a protonilor- fixarea CO2 carbamaţi

- fixarea 2,3-DPG.

1. Funcţia de transport a O2 şi CO2

1.1. Transportul O1.1. Transportul O22

      dizolvat fizic în plasmă (1%); proporţional cu PO2 .

      combinat cu hemoglobina (99%).  - Reacţia Hb cu O2 : rapid, fiecare atom de Fe2+ al grupărilor hem

poate fixa o moleculă de O2, fără modificarea valenţei Fe2+ =

oxigenare- Fixarea şi eliberarea O2 de pe molecula de Hb are loc succesiv,

cu viteză progresiv crescândă

Page 35: Curs Eritrocite -Sange

Capacitatea de oxigenare a sângelui = volumul maxim de O2 ce poate fi fixat de 1g Hb şi este de 1,34 ml O2.

Saturaţia cu O2 a sângelui (HbO2%) = raportul între cantitatea de HbO2 şi cantitatea totală ce poate fi legată = 95-97,5% în sângele arterial = 75% în sângele venos.

 

Curba de disociere a HbOCurba de disociere a HbO22

Relaţia între PO2 şi procentul de saturaţie al Hb în O2

= curbă sigmoidă - fixarea şi eliberarea de O2 de către Hb nu se face simultan de toţi cei 4 atomi de fier ai Hb, ci succesiv, în trepte.

- formă de S italic: pantă abruptă între PO2 10-50 mmHg

pantă orizontală între PO2 70-100 mmHg.

P50 = exprimă afinitatea între O2 şi Hb

= PO2 la care saturaţia în O2 a Hb = 50% = 26,6 mmHg (la pH = 7,4 şi temperatura de 37oC)

Page 36: Curs Eritrocite -Sange
Page 37: Curs Eritrocite -Sange

Factorii care influenţează afinitatea Hb pentru O2

- concentraţia de protoni [H+],

- [CO2], - [2,3 DPG] din hematii, - temperatura- tipul de Hb

1. Factori care Factori care diminuă afinitatea pentru Odiminuă afinitatea pentru O22 favorizează eliberarea oxigenului la nivelul ţesuturilor deplasarea spre dreapta a curbei de disociere a oxihemoglobinei.

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

2. Factori care crescFactori care cresc afinitatea pentru O afinitatea pentru O22 intensificarea fixării O2 deplasarea spre stânga a curbei de disociere a oxihemoglobinei.

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

Page 38: Curs Eritrocite -Sange
Page 39: Curs Eritrocite -Sange

1.1.22. Transportul . Transportul CCOO22

1. Forma dizolvată fizic a CO2 (5%)(5%)= partea difuzibilă - determină sensul şi mărimea difuziunii,

fixarea sub formă de carbamat/bicarbonat, eliberarea din aceşti compuşi.

2. Forma combinată cu proteinele plasmatice şi hemoglobina (4,5%).(4,5%). CO2 fixat de grupările aminice ale proteinelor plasmatice carbamaţi grupările ale Hb ( carbHb)

Controlul formării şi eliberării CO2 de pe Hb este realizat de gradul de oxigenare al hemoglobinei (efect Haldane):

- O2 tinde să elibereze CO2.

- este asigurat transportul cuplat al CO2 şi O2:

- la ţesuturi: eliberarea O2 de pe Hb favorizează fixarea CO2

- la plămâni: O2 determină eliberarea CO2 din HbCO2

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

- KHCO3 intraeritrocitar

- NaHCO3 în plasmă.

În plasmă: o cantitate CO2 se hidratează spontanH2CO3 HCO3- + H+

Page 40: Curs Eritrocite -Sange

Curba de disociereCurba de disociere-fixare-fixare a CO a CO22

- este influenţată de PCO2 şi de saturaţia în O2 a Hb.

- nu atinge platou; creşterea progresivă a PCO2 cantitatea de CO2 dizolvată în plasmă nu există punct de saturaţie totală.

- sângele arterial - curbă de fixare-disociere a CO2 ceva mai deprimată comparativ cu a sângelui venos (explicaţie: eritrocitele cu hemoglobina oxigenată pot fixa o cantitate mai mică de CO2 ).

- La nivelul ţesuturilor fixarea CO2 se face uşor datorită PO2 şi a pH-ului mai acid.

- La plămâni cedarea CO2 este determinată de PO2 şi pH ceva mai alcalin. (este cedat mai ales CO2 dizolvat în plasmă şi cel fixat pe Hb)

Page 41: Curs Eritrocite -Sange
Page 42: Curs Eritrocite -Sange

2. Rolul eritrocitelor în menţinerea echilibrului acido-bazic – prin:

- sistemele tampon eritrocitare: HbK/HbH, HbO2K/HbO2H, care asigură ¾ din capacitatea

tampon a sângelui

- fixarea CO2 sub formă de HbCO2

- creşterea capacităţii tampon a plasmei (NaHCO3),

ca urmare a fenomenului Hamburger