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Fisiopatologia del sangue

Il sangue è un tessuto connettivo specializzato che:
- Trasporta gas disciolti (O2 dai polmoni ai tessuti e CO dai tessuti ai polmoni)
- Distribuisce sostanze nutritive (assorbite dal tubo digerente o rilasciate dai depositi adiposi o dal fegato)
- Trasporta i prodotti del catabolismo dai tessuti periferici ai siti di eliminazione.
- Trasporta enzimi ed ormoni fino a specifici tessuti - bersaglio.
- Regola il pH e la composizione del LEC.
- Riduce le perdite di liquidi attraverso vasi danneggiati mediante le reazioni di coagulazione.
- Difende l’organismo da tossine e agenti patogeni mediante l’azione di globuli bianchi e anticorpi.
- Aiuta a regolare la temperatura corporea, assorbendo e distribuendo calore.


Componenti del sangue

PLASMA
La sua composizione somiglia a quella del LEC; se ne differenzia per il contenuto di proteine e gas disciolti.
Le albumine costituiscono circa il 60% delle proteine plasmatiche e le globuline, circa il 33%, includendo immunoglobuline (o anticorpi) e proteine vettrici (deputate al trasporto di piccoli ioni o ormoni).
Ad albumine e globuline possono attaccarsi lipidi (trigliceridi, acidi grassi, colesterolo, lipoproteine).
Altra importante proteina è il fibrinogeno che, trasformandosi in in fibrinafibrina, costituisce l’intelaiatura del coagulo. Il fluido che rimane dopo la rimozione del coagulo è il sierosiero.
Il fegato produce più del 90% delle proteine del plasma.

GLOBULI ROSSI
I globuli rossi o eritrociti rappresentano poco meno della metà del volume totale del sangue (46% del volume totale del sangue nell'uomo e 42% nella donna).
Un microlitro o millimetro cubo di sangue contiene circa 5,4 milioni di globuli rossi nell'uomo e 4,8 nella donna. Trasportano ossigeno e anidride carbonica e sono tra le cellule più specializzate dell’’organismo.
Ciascun GR presenta un centro sottile e un bordo spesso. Questa forma aumenta la superficie di scambio e facilita la flessibilità. L’intera superficie di scambio dei GR è 2000 volte la superficie totale del corpo.
Durante la differenziazione i GR perdono il nucleo e gran parte degli organuli. Senza mitocondri possono ottenere energia solo attraverso la glicolisi anaerobia che permette loro di non consumare l’ossigeno trasportato. E senza nucleo e ribosomi non possono sintetizzare proteine.
Un globulo rosso è esposto a grossi traumi: un singolo circuito del sistema circolatorio dura meno di 30 sec.
Il logorio cui è sottoposto e l'assenza di assenza di meccansmi riparativi fa si che sopravviva poco: dopo aver percorso 1200 Km in 120 giorni viene demolito. Circa l’1% dei globuli rossi circolanti viene rimpiazzato ogni giorno (circa 3 milioni di globuli rossi nuovi entrano in circolo ogni secondo).
E’ costituito da una membrana che circonda una massa di proteine costituite per il 95% da emoglobina (Hb), responsabile del suo colore rosso. Le altre proteine sono enzimi per la glicolisi anaerobia e per il mantenimento della forma dell’Hb).
Esiste un sistema specializzato di rimozione dal circolo dei globuli rossi invecchiati (cellule fagocitarie del fegato, della milza, del midollo osseo) che riconosce e rimuove dal circolo i GR prima che si rompano in circolo.
Il sistema fagocitario ricicla gli elementi costitutivi dell'Hb in modo che nulla vada perso:
- le proteine sono scomposte in aminoacidi e riutilizzati .
- l’eme viene privato del ferro e convertito in bilirubina che, rilasciata in circolo, arriva al fegato dove viene trasformata in bilirubina coniugata e utilizzata nella produzione di acidi biliari.
- il ferro può essere immagazzinato in due complessi ferroproteici ferritina ed emosiderina, o rilasciato in circolo, dove si lega ad una proteina di trasporto la transferrina.
Sebbene ogni giorno siano necessari circa 25 mg di ferro, il sistema di recupero è così efficiente che ne bastano 1-2 mg/die per coprire le perdite.

GLOBULI BIANCHI
I globuli bianchi o leucociti, aiutano a difendere il corpo, dall’invasione da parte di patogeni e rimuovono tossine, sostanze di scarto, cellule anormali o danneggiate.
Ci sono due classi di globuli bianchi: quelli granulari o granulociti, e quelli agranulari a loro volta distinti in monociti e linfociti.
La maggior parte dei globuli bianchi si trova nei tessuti periferici; i leucociti circolanti sono solo una piccola frazione del totale. Un litro di sangue contiene 6000-9000 leucociti.
I globuli bianchi rimangono in circolo per un periodo limitato.
Attirati da specifici stimoli chimici (chemiotassi) i globuli bianchi vengono attirati da agenti patogeni, tessuti danneggiati e altri globuli bianchi.
Un leucocita può migrare attraverso il rivestimento endoteliale di un capillare mediante passaggio tra cellule adiacenti, processo chiamato diapedesi.

GRANULOCITI NEUTROFILI
Rappresenteno il 50-70% dei globuli bianchi circolanti
Devono il loro nome al fatto che i granuli che contengono sono chimicamente neutri, quindi difficili da colorare. Hanno nucleo molto denso e contorto al quale devono un altro nome: altro nome: polimorfonucleati. Sono molto mobili e molto attivi come fagociti, specializzati nell’attacco e nella digestione di batteri. Sopravvivono circa 12 ore; quando fagocitano detriti o batteri vivono ancora meno. Morendo rilascia sostanze chemiotattiche che attirano altri polimorfonucleati nella sede della lesione.

GRANULOCITI
EOSINOFILI
Rappresentano il 2-4% dei globuli bianchi circolanti.
Così chiamati perchè i loro granuli si colorano intensamente con l’eosina.
Sono cellule fagocitarie specializzate nell’attacco a sostanze estranee che hanno reagito con anticorpi circolanti e il loro numero aumenta enormemente durante una reazione allergica o uno un’infezione parassitaria.

GRANULOCITI BASOFILI
Sono più piccoli degli altri globuli bianchi e relativamente rari (1%).
I basofili, così detti perchè i loro granuli si colorano con i coloranti basici. I loro granuli contengono istamina e il suo rilascio potenzia la risposta infiammatoria nella sede della lesione.

MONOCITI
Sono piuttosto grandi (quasi il doppio di un globulo rosso) e rappresentano il 2-8% dei globuli bianchi circolanti.
Quando abbandonano il torrente circolatorio diventano macrofagi liberi (così detti per distinguerli dai macrofagi fissi dei dei tessuti connettivi). Sono molto mobili e in grado di fagocitare sostanze più grandi di loro fondendosi tra loro a formare fagociti giganti. Rilasciano sostanze chemiotattiche anche per i fibroblasti (cellule capaci di produrre tessuto cicatriziale fibroso che circoscrive l’area della lesione).

LINFOCITI
Rappresentano il 20-30% dei globuli bianchi.
Hanno le stesse dimensioni dei globuli rossi e sono privi di granuli. Hanno nucleo grande e scarso citoplasma. Sono le cellule principali del sistema linfatico e sono responsabili dell'immunità specifica (capacità di organizzare un contrattacco verso patogeni invasivi o proteine estranee su base individuale). Si distinguono in linfociti T e linfociti B, questi ultimi in grado di trasformarsi in plasmacellule, responsabili della produzione di anticorpi.

PIASTRINE
Sono frammenti dei grandi megacariociti del midollo osseo.
Ci sono 150.000-500.000 piastine per millimetro/cubo di sangue.
Si parla di trombocitopenia sotto a 80.000 unità e di trombocitosi sopra alle 600.000.
Sono continuamente sostituite: ogni piastina circola per 10-20 giorni prima di essere sostituita. Le loro funzioni comprendono:
- Il trasporto di sostanze necessarie alla coagulazione del sangue
- La formazione di una placca temporanea nella parete dei vasi danneggiati
- La contrazione attiva dopo la formazione del coagulo


Processi del sangue

EMOSTASI
Il processo di emostasi impedisce la perdita di sangue attraverso le pareti dei vasi danneggiati e fornisce un’intelaiatura per la riparazione dei tessuti.
L’emostasi si realizza attraverso una serie di 5 stadi o fasi: vascolare, piastrinica, della coagulazione, retrazione, del coagulo, fibrinolisi.

1: FASE VASCOLARE
La lesione della parete vascolare provoca la contrazione delle fibre muscolari del vaso stesso che produce uno spasmo vascolare locale che riduce il diametro del vaso, questa contrazione può rallentare o addirittura arrestare la perdita di sangue. Dura circa 30 minuti.

2: FASE PIASTINICA

Durante la 1° fase la membrana delle cellule endoteliali nella sede della lesione diventa “appiccicosa”, favorendo l’adesione delle piastrine alla parete. Man mano che arrivano altre piastrine queste aderiscono anche tra loro formando una massa che può arrivare a chiudere la lesione se questa non è troppo grande o il vaso relativamente piccolo.

3: FASE DELLA COAGULAZIONE
Inizia da 30 sec a parecchi min dopo le prime due fasi.
Comprende una serie di eventi che porta alla trasformazione del fibrinogeno in in fibrina. Man mano che il reticolo di fibrina cresce, cellule del sangue ed altre piastrine vengono intrappolate nell’intreccio fibroso, formando un coagulocoagulo che chiude effettivamente la lesione vascolare.
FATTORI DELLA COAGULAZIONE
Una coagulazione normale non può avvenire a meno che il plasma non contenga i fattori della coagulazione necessari. Questi sono gli ioni calcio e 11 proteine diverse, dette procoagulanti o proenzimi perchè, in circostanze adatte, vengono convertite in enzimi che dirigono le reazioni essenziali della risposta coagulativa. Vengono distinte due vie di attivazione del processo coagulativo (intrinseca ed estrinseca) che convergono in una via comune. Ogni via comporta l’attivazione attivazione “a cascata” di proenzimi diversi che alla fine favoriscono la trasformazione del fibrinogeno in fibrinala.

4: RETRAZIONE DEL COAGULO
Una volta comparso il reticolo di fibrina, le piastrine e i globuli rossi aderiscono ai filamenti di fibrina, poi le piastrine si contraggono e l’intero coagulo comincia a retrarsiretrarsi.
Questo processo stabilizza la sede della lesione e riduce le dimensioni dell’area danneggiata, facendo si che fibroblasti, cellule muscolari lisce e cellule endoteliali facciano meno fatica ad effettuare le riparazioni necessarie.

5: FIBRINOLISI
Man mano che le riparazioni procedono il coagulo si scioglie gradualmente.
Questo processo, chiamato fibrinolisi, inizia con l’attivazione del proenzima plasminogeno ad opera di un enzima attivatore tessutale del plasminogeno (t-PA), rilasciato dai tessuti danneggiati.
L’attivazione del plasminogeno produce l'enzima plasmina che comincia a digerire i filamenti di fibrina e ad erodere la base del coagulo.

EMOPOIESI
E’ il processo di formazione delle cellule del sangue.
Nell’adulto la sede principale dell’emopoiesi è il midollo osseo.
Le cellule capostipiti sono gli emocitoblasti e il processo avviene in stadi.
La divisione dell’emocitoblasto dà origine a quattro tipi diversi di cellule progenitrici le cui cellule figlie si possono differenziare solo in un tipo specifico di cellule del sangue.

ERITROPOIESI (formazione dei globuli rossi)

E’ il processo che porta alla formazione degli eritrociti e si verifica nel midollo rosso (vertebre, sterno, coste, cranio, scapola, pelvi, parti prossimali delle ossa lunghe degli arti).
Perchè possa avvenire efficacemente sono necessari aminoacidi, ferro, vitamina B12.
E’ strettamente regolata da un ormone circolante (eritropoietina o EPO) prodotto dai reni.
Il rilascio di EPO aumenta in corso di anemia e quando la quantità di sangue che raggiunge i reni è ridotta per un trombo o un emorragia.
In corso di stimolazione massiva con EPO il midollo rosso può decuplicare la formazione dei globuli rossi (fino a 30 milioni al secondo).
Durante la sua maturazione un globulo rosso passa attraverso diversi stadi:
- eritroblasto (globuli rossi immaturi, capaci di sintetizzare emoglobina),
- reticolocita (rilasciati nel sangue ancora in possesso di un nucleo)
- eritrociti (globulo rosso maturo privo di nucleo)

LIFOPOIESI (formazione dei globuli bianchi)
Le cellule capostipiti dei globuli bianchi originano dal midollo osseo ma sono visibili delle differenze nel completamento del loro sviluppo:
I granulociti completano il loro sviluppo nel tessuto mieloide.
I monociti
completano la loro differenziazione in circolo e nei tessuti periferici quando diventano macrofagi.
I linfociti iniziano la maturazione nel midollo ma
molti di loro lasciano il midollo per migrare nei tessuti linfoidi periferici (timo, milza e linfonodi), dove si moltiplicano e si differenziano.


Principali patologie del sangue

ANEMIA
L’anemia si verifica quando la capacità dell’ossigeno del sangue è diminuita (diminuisce il livello di O2 nei tessuti periferici)
Questa condizione determina una gran varietà di sintomi: fatica muscolare, astenia, sonnolenza
Ci sono molti tipi di anemia a seconda del volume e della forma dei GR, ma tutte hanno in comune la riduzione della quantità di emoglobina nel sangue.

POLICITEMIA (anemia falciforme)
La policitemia è la condizione opposta, nella quale si ha un aumento del numero di Globuli Rossi che possono superare i 10.000.000/mm cubo.

ANORMALITA’ DELLA RISPOSTA COAGULATIVA
Il processo coagulativo implica una catena complessa di eventi.
L’alterazione di qualsiasi fattore può rompere l’intero processo influenzato da Ioni calcio e vitamina K.
Anche un sistema coagulativo iperattivo può causare problemi seri (embolie e trombosi)
I clinici possono tentare di impedire una coagulazione indesiderata mediante la somministrazione di sostanze che deprimono la risposta coagulativa o sciolgono il coagulo già formato (eparina, cumarinici, streptochinasi/urochinasi, t-PA)



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