Funzioni componenti e caratteristiche Composizione del sangue dopo

Funzioni, componenti e caratteristiche

Composizione del sangue dopo centrifugazione 55% plasma Acqua Proteine Lipidi Glucosio Aminoacidi Ioni ~1% globuli bianchi e piastrine 45% globuli rossi Albumine Globuline Fibrinogeno Neutrofili Linfociti Monociti Eosinofili Basofili

Il Sangue… • • Funzioni Componenti – Plasma – Elementi figurati (globuli rossi, bianchi e piastrine) • Generalità di coagulazione

Il Sangue Il sangue è un tessuto fluido attraverso il quale si realizza il trasporto di sostanze nutritive, gas, ormoni e prodotti di rifiuto. Il sangue, inoltre, trasporta cellule specializzate che difendono i tessuti periferici da infezioni e malattie. Queste funzioni sono assolutamente essenziali in quanto un'area completamente priva di circolazione può morire nel giro di pochi minuti.

Componenti del sangue Il sangue è formato da due principali componenti: 1. Il plasma 2. Una serie di cellule specializzate (i cosiddetti “elementi figurati”): globuli rossi, globuli bianchi e piastrine

Globulo rosso aspetto morfologico a “disco biconcavo” la forma del globulo rosso aumenta l’efficienza dello scambio di gas fra citoplasma ematico

due globuli rossi (e una piastrina) in un vaso capillare la forma del globulo rosso favorisce anche il suo scorrimento nel microcircolo periferico… composizione interna? è privo di nucleo! il suo citoplasma è omogeneo e privo di organuli!

il citoplasma del globulo rosso contiene emoglobina • In un globulo rosso: – 66% acqua – 33% proteine, di cui • 95% emoglobina • 5% altre • L’emoglobina è responsabile della maggior parte del trasporto di ossigeno e anidride carbonica

GLOBULI BIANCHI O LEUCOCITI sono cellule preposte alla difesa dell’organismo

Globuli bianchi o leucociti sono cellule preposte alla difesa dell’organismo

Classificazione dei leucociti • Granulari (granulociti) – Presentano voluminose inclusioni citoplasmatiche – Si dividono in: • Neutrofili • Eosinofili • Basofili • Agranulari (agranulociti) – Si distinguono: • Monociti • Linfociti

Presenza relativa delle diverse classi di globuli bianchi Linfociti 20 -35% Monociti 2 -8% Basofili 0 -1% Eosinofili 1 -4% Neutrofili 50 -70%

Proprietà generali dei leucociti • La maggior parte dei leucociti si trova al di fuori del circolo ematico (principalmente nel connettivo lasso e nel tessuto linfatico) • come e perché i leucociti escono dal circolo?

chemiotassi, diapedesi e movimento ameboide in caso di necessità, i globuli bianchi, attratti da specifici stimoli chimici (chemiotassi), sono in grado di fuoriuscire dal circolo ematico (diapedesi) per migrare nel connettivo grazie al movimento ameboide raggiungono il sito da difendere

Proprietà generali dei leucociti • Sono tutti dotati di capacità di movimento ameboide • Attirati da specifici stimoli chimici (chemiotassi) si dirigono verso aree di invasione o lesione • Per mezzo della diapedesi escono dal circolo per portarsi nei tessuti periferici

diversi tipi di granulociti acidofilo (eosinofilo) basofilo neutrofilo

granulocito neutrofilo cellula polimorfonucleata (nucleo plurilobato)

neutrofilo in microscopia ottica, il citoplasma di queste cellule presenta numerose “granulazioni” (da cui il termine granulocito)

neutrofilo (tem) con la microscopia elettronica, si dimostra che le granulazioni sono vescicole piene di enzimi litici e altre sostanze battericide (lisosomi)

Granulociti neutrofili “granuli” citoplasmatici la cellula è solo apparentemente polinucleata!

neutrofilo (TEM) fagocitosi • Estremamente mobili (arrivano per primi sul luogo della lesione) • Spiccata attività fagocitaria (pus) • Vita breve (12 ore o meno)

granulocito eosinofilo I granuli citoplasmatici (specifici, relativamente grandi) si colorano con il colorante acido eosina g. acidofili

granulocito eosinofilo (tem) nucleo tipicamente bilobato

Granulociti eosinofili Partecipano alla reazione antiparassitaria

Granulociti eosinofili • I granuli (specifici, relativamente grandi) si colorano con il colorante acido eosina g. acidofili • Nucleo tipicamente bilobato • Rimangono in circolo 6 -10 ore, poi migrano nel connettivo, dove sopravvivono 8 -12 giorni • Non si occupano di fagocitare batteri • Eliminano complessi antigene-anticorpo formati nel corso di reazioni allergiche • Partecipano alla reazione antiparassitaria

granulocito basofilo la basofilia del citoplasma “mimetizza” il nucleo, anch’esso basofilo

granulocito basofilo (tem) Nucleo reniforme o bilobato

Granulociti basofili • Granulazioni specifiche dense, molto grandi • Producono eparina e istamina (simili ai mastociti del connettivo!)

monocita Più grandi dei granulociti, nucleo eccentrico, rotondo o più spesso a forma di rene

Monociti Creste e estroflessioni della superficie cellulare Circolano per 1 -4 giorni prima di migrare nel connettivo, dove diventano macrofagi liberi

Monociti • Cellule fagocitiche “voraci”, “ardite”, in grado di fondersi fra loro in una cellula fagocitaria gigante per aggredire particelle di grandi dimensioni fagocitosi • Partecipano alla risposta immunitaria “umorale” con la presentazione dell’antigene

linfocita La maggior parte sono di piccole dimensioni, nucleo grande con grosse zolle di eterocromatina

Linfociti • Cellule del sistema di immunità specifica • Cellule a vita lunga, non “terminali”, in grado di trasformarsi in linfoblasti e di assumere nuove funzioni in seguito all’interazione con l’antigene

3 categorie di linfociti • B • T • NK

Linfociti B • Una volta attivati dall’interazione con l’antigene presentato dal macrofago… • si trasformano in plasmacellule e… • producono anticorpi

Linfociti T • Si distinguono in… • T-helper – Coadiuvano i B nella risposta umorale • T-citotossici – Secernono sostanze che uccidono cellule infette da virus o cellule estranee (per esempio, dopo trapianti)

Linfociti NK • cellule di grandi dimensioni • importanti nella risposta immunitaria innata • uccidono cellule neoplastiche o infettate da virus

Le “piccole” piastrine

piastrine • piccoli elementi corpuscolati del sangue periferico, privi di sostanza nucleare • in genere non più di 2 -4 µm • 200. 000 -400. 000 per mmc • vita media: 8 -10 giorni • prodotte nel midollo osseo per frammentazione di grandi elementi cellulari detti megacariociti

ruolo delle piastrine nell’emostasi • a contatto con il collagene esposto dalla lesione, le piastrine liberano serotonina e altre sostanze, provocando vasocostrizione • le piastrine si agglutinano formando un tappo piastrinico che si ingrossa rapidamente occludendo la soluzione di continuo • il tappo piastrinico viene successivamente convertito in coagulo in seguito alla precipitazione di fibrinogeno in fibrina, formando una rete di filamenti che imbriglia piastrine, globuli rossi e altre cellule del sangue

globuli rossi imbrigliati in un reticolo di fibrina

Il plasma ha densità poco più alta di quella dell'acqua proprio perché è formato per più del 90% proprio da acqua, nella quale sono disciolte numerose sostanze proteine, ormoni, sostanze nutritive, gas, ioni e sostanze di rifiuto come l'urea. Le sostanze presenti in quantità maggiore sono le proteine, principalmente di tre tipi: 1. le albumine, con importanti funzioni osmotiche; 2. le globuline, che trasportano i grassi e sono essenziali nei processi immunitari. Esse includono: - le immunoglobuline: chiamate anche anticorpi, attaccano le proteine estranee e gli agenti patogeni; - le proteine vettrici, le quali trasportano ioni e ormoni che altrimenti potrebbero passare attraverso il filtro renale. 3. il fibrinogeno, fondamentale nella coagulazione del sangue.

H 2 O Sali minerali Enzimi Vitamine Ormoni Molecole nutritive IL PLASMA (parte fluida) 55% - fibrinogeno SIERO Cellule per trasporto di sostanze Cellule difensive Piastrine Fibrinogeno 90% H 2 O Sali ionizzanti Proteine Lipidi Glicoproteine zuccheri

Funzioni Il sangue nell'organismo ha le seguenti funzioni: trasporta gas disciolti portando ossigeno dai polmoni ai tessuti e anidride carbonica dai tessuti ai polmoni; Ø distribuisce le sostanze nutritive assorbite nel tubo digerente o rilasciate dai depositi del tessuto adiposo o dal fegato; Ø trasporta i prodotti del catabolismo dai tessuti periferici ai siti di eliminazione come i reni; Ø consegna enzimi e ormoni a specifici tessuti-bersaglio; Ø regola il p. H e la composizione elettrolitica dei liquidi interstiziali in ogni parte del corpo; Ø riduce le perdite dei liquidi attraverso i vasi danneggiati o ad altri lesionati. Le reazioni di coagulazione bloccano le interruzioni nelle pareti vascolari prevenendo modificazioni nel volume del sangue che possono intaccare seriamente la funzione cardiovascolare; Ø difende il corpo dalle tossine e dagli agenti patogeni: infatti trasporta globuli bianchi, cellule specializzate che migrano nei tessuti periferici per "combattere" infezioni o rimuovere detriti e apporta anticorpi, proteine speciali che attaccano micro-organismi o agenti estranei. Il sangue, inoltre, riceve tossine prodotte da infezioni, danni fisici o attività metaboliche e le consegna al fegato e ai reni dove possono venire inattivate o espulse; Ø aiuta a regolare la temperatura del corpo assorbendo e ridistribuendo calore. Il sangue, quasi al 50%, è fatto di acqua che ha una capacità straordinariamente elevata di trattenere calore. L'organismo umano contiene 5 -6 litri di sangue, equivalenti all' 8%circa del peso corporeo. Ø

Elementi figurati I globuli rossi Come altri elementi del sangue, i globuli rossi vengono prodotti nel midollo delle ossa brevi o piatte (ala iliaca, sterno, corpi vertebrali) nonché nelle epifisi di omero e femore. I globuli rossi, o eritrociti, rappresentano un po' meno della metà del volume totale del sangue (40% per la donna e 45% per l'uomo). La forma di un globulo rosso ricorda quella che si ottiene schiacciando una pallina di plastilina tra pollice e indice. Tale forma biconcava garantisce una superficie maggiore di quella di una cellula sferica di uguale volume, ciò esalta la capacità della cellula di assorbire e cedere ossigeno attraverso la sua membrana. Una delle caratteristiche più appariscenti dei globuli rossi è il colore rosso, dovuto al pigmento emoglobina, una grossa molecola proteica contenente ferro, che rappresenta circa un terzo del peso della cellula. La molecola di emoglobina raccoglie l'ossigeno dove la concentrazione è elevata, come nei capillari dei polmoni, e lo cede dove la concentrazione è bassa, in altri tessuti del corpo. Grazie all'emoglobina, il nostro sangue può trasportare una quantità di ossigeno 70 volte superiore a quella che sarebbe possibile se l'ossigeno fosse semplicemente disciolto nel plasma. Legando a sé l'ossigeno, l'emoglobina subisce una lieve modificazione di forma che ne altera il colore. Infatti il sangue deossigenato è di colore marrone-rosso scuro, ma appare bluastro attraverso la cute, mentre il sangue ossigenato è di colore rosso ciliegia. I globuli rossi, come anche le piastrine, sono gli unici elementi dell'organismo privi di nucleo. Per tale ragione non sono in grado di replicarsi né di produrre proteine. Un globulo rosso immesso nella corrente circolatoria ha una vita media di circa 4 mesi (115 -120 giorni) prima di venire fagocitato da macrofagi localizzati soprattutto a livello della milza. (“gruppo sanguigno”)

Elementi figurati I globuli bianchi (leucociti) sono i responsabili delle difese immunitaria dell'organismo. Vi sono cinque categorie di globuli bianchi (linfociti, monociti, neutrofili, basofili e eosinofili) che insieme costituiscono meno dell'1% delle cellule de sangue. Queste cellule si distinguono l'una dall'altra in base all'affinità per i coloranti, alle dimensioni e alla forma del nucleo. Esse svolgono una funzione difensiva contro gli aggressori provenienti dall'esterno e si avvalgono del sistema circolatorio per raggiungere il luogo attraverso cui sono penetrati elementi estranei. Per esempio, i monociti e i neutrofili usano la rete dei capillari per spostarsi dove qualche batterio è riuscito a introdursi sfruttando una ferita; giunti a destinazione filtrano attraverso le pareti dei capillari come minuscole amebe. Nei tessuti i monociti danno origine ai macrofagi, cellule ameboidi capaci di incorporare particelle estranee. Quindi macrofagi e neutrofili inglobano i batteri che sono penetrati o altre cellule identificate, come estranee ivi comprese le cellule cancerogene. Così facendo, i globuli bianchi subiscono una degradazione irreversibile, muoiono e si accumulano contribuendo a formare quella sostanza bianca nota come "pus", caratteristica delle zone infette. I linfociti intervengono nella risposta immunitaria. Il sistema immunitario consiste di circa duemila miliardi di linfociti. Molti di questi si trovano nel sangue e nella linfa distribuiti per tutto il corpo; altri si accumulano in organi specifici. Ci sono due tipi di linfociti: linfociti B e linfociti T. I linfociti B e T svolgono, nella risposta immunitaria, ruoli nettamente diversi; comunque le risposte che entrambi producono constano di tre fasi fondamentali: 1. riconoscimento dell'invasore 2. l'attacco riuscito 3. la memorizzazione dell'invasore per impedire future infezioni. Meno abbondanti sono i basofili ( “Allergie”) e gli eosinofili.

Elementi figurati Le piastrine non sono cellule intere, bensì frammenti di megacariociti Queste grosse cellule presenti nel midollo osseo formano le piastrine come gemmazioni citoplasmatiche avvolte dalla membrana; una volta staccatasi dal megacariocita, le piastrine entrano nel sangue, dove svolgono un ruolo essenziale nel processo di coagulazione. Analogamente ai globuli rossi, le piastrine sono prive di nucleo e il loro ciclo vitale è ancora più breve, compreso tra 10 e 12 giorni. Le piastrine sono fondamentali quanto il fibrinogeno nella coagulazione del sangue. La formazione del coagulo è un processo che ha inizio quando le piastrine, insieme ad altri fattori contenuti nel plasma, giungono a contatto con una superficie irregolare, per esempio un vaso sanguigno lesionato. Le piastrine tendono ad aderire alle superfici irregolari, per cui si accumulano l'una sull'altra e, se il vaso è di piccolo diametro, lo otturano completamente. A integrare il meccanismo provvede poi la coagulazione del sangue che costituisce la più importante delle difese dell'organismo contro le emorragie. La lesione sulla superficie di un vaso sanguigno non soltanto induce le piastrine a esercitare le loro capacità adesive, ma anche ad innescare tra le proteine plasmatiche circolanti una complessa sequenza di eventi che culminano nella produzione dell'enzima trombina. La trombina catalizza la trasformazione del fibrinogeno, una delle tante proteine ematiche, in molecole filiformi di fibrina. Le molecole di fibrina si intrecciano fittamente tra di loro dando origine a una matrice fibrosa, una sorta di ragnatela proteica che immobilizza la porzione fluida del sangue, provocandone la solidificazione in una massa gelatinosa. Via via che nella regnatela restano imprigionati i globuli rossi, la densità del coagulo aumenta. Le piastrine si attaccano poi al reticolo fibroso ed emanano estroflessioni appiccicose che si agganciano l'una con l'altra. Si crea così un coagulo denso e compatto che contrae la ferita ravvicinando le superfici danneggiate e favorendo la cicatrizzazione.

3 Globulo rosso Disco biconcavo senza nucleo, per circa un terzo emoglobina Diametro approssimativo: 8 mm Trasporta ossigeno e una piccola quantità di biossido di carbonio 5000000 per mm Neutrofilo Di dimensioni circa doppie di un globulo rosso; nucleo con 2 -5 lobi Distrugge particelle relativamente piccole mediante fagocitosi 62% dei g. b. Eosinofilo Di dimensioni circa doppie di un globulo rosso; nucleo con due lobi Azione antinfiammatoria; attacca i parassiti 2% dei g. b. Globuli bianchi Di dimensioni circa doppie di un globulo rosso; nucleo con due lobi Libera sostanze anticoagulanti e istamina, causa di infiammazioni Monocita Due-tre volte più grande di un globulo rosso; la forma del nucleo varia da tonda a lobata Dà origine al macrofago, che distrugge particelle relativamente grandi mediante fagocitosi 3% dei g. b. Linfocita Poco più grande di un globulo rosso; il nucleo riempie in pratica la cellula Interviene nella risposta immunitaria 32% dei g. b. Piastrina Frammento citoplasmatico dei megacariociti presenti nel midollo osseo Basofilo Importante nella coagulazione meno dell’ 1% dei g. b. 250000 per mm 7500 per mm 3 3 I granuli citoplasmatici contengono pigmenti che, in presenza dei coloranti, danno reazione acida ed assumono il colorante diventando di colore arancio

La coagulazione del sangue La coagulazione costituisce la terza e più complessa fase del processo di emostasi, attraverso il quale avviene l’arresto spontaneo di una emorragia, cioè del sanguinamento dai vasi lesionati in corrispondenza di una ferita. Il primo evento della emostasi è la vasocostrizione, che riduce l’afflusso del sangue limitandone la perdita; viene innescata dalla serotonina e da altri composti liberati dalle piastrine circolanti laddove l’endotelio che riveste la superficie interna dei vasi sanguigni risulta danneggiato. Il restringimento del vaso favorisce l’agglomerarsi delle piastrine e la formazione del tappo piastrinico, che costituisce la seconda fase del processo emostatico. Il cumulo di questi elementi sanguigni non è in grado di ostruire la lesione per il tempo necessario alla ricostituzione dell’integrità delle pareti del vaso; per tale motivo, il tappo piastrinico viene sostituito dal più resistente coagulo, la cui formazione avviene attraverso una sequenza di reazioni e richiede l’intervento coordinato di fattori già presenti nel plasma. Schema

Coagulazione PIASTRINE PLASMA (proteina plasmatica) Trombochinasi + Trombina Protrombina + FIBRINA + Ca ++ Fibrinogeno COAGULO