Sangue e apparato cardiocircolatorio: composizione e funzioni in Biologia

SANGUE

· Il sangue è un tessuto connettivo particolare in quanto la porzione cellulata (CORPI FIGURATI) non producono la matrice cellulare come avviene nel normale tessuto connettivo. L'origine delle cellule è diversa in quanto originano dal midollo osseo emopoietico, in particolare da organi emopoietici deputati alla generazione e maturazione di cellule staminali che differenzieranno nelle varie tipologie di corpi figurati. . Il volume del sangue che si aggira intorno ai 5 L per l'uomo e 4,5 L per la donna ed è mantenuto costante da un circuito omeostatico. Il PLASMA è il mezzo extracellulare dove sono inseriti gli ioni, che devono essere di una precisa conc per poter funzionare come devono, non deve cambiare né il numero di moli né il volume in cui essi sono disciolti. . Il pH va intorno a 7,4 d ed è una funzione omeostaticamente costante in quanto non si devono avere acidificazione o alcalinizzazione del sangue rispetto a questo valore.

Funzioni del Sangue

• FUNZIONE RESPIRATORIA: ha un corredo di globuli rossi che veicola l'O2 per mantenere ossigenati i tessuti da cui poi ricatturano CO2 (scambi gassosi tra polmoni e tessuti)
• FUNZIONE NUTRITIVA: nel sangue vanno a finire tutti i nutrienti estratti dagli alimenti e una volta degradati dal sistema digerente entrano nel sangue e vengono distribuiti ai tessuti di tutto il corpo
• DEPURAZIONE E ESCREZIONE: sangue interagendo con il rene, permette all'organismo di eliminare sostanze tossiche in eccesso
• FUNZIONE ENDOCRINA: mezzo per la distribuzione degli ormoni a tutto il corpo in quanto ormoni riversati nel circolo sanguigno per arrivare all'organo bersaglio
• REGOLAZIONE EQUILIBRIO ACIDO-BASE: per mantenere il pH a 7,4
• MANTENIMENTO EQUILIBRIO IDRICO: grazie alla possibilità di regolare il volume di acqua con un meccanismo regolato da rene e polmoni
• MANTENIMENTO TEMPERATURA CORPOREA: con meccanismo di vasodilatazione (quando è caldo per disperdere calore) e vasocostrizione
• FUNZIONE DI DIFESA: contiene cellule della linea bianca (= funzionano da macrofagi, proteine dette anticorpi) che permettono la difesa da attacchi di patogeni pericolosi o addirittura nocivi

EMATOCRITO

· L'ematocrito è l'esame in cui viene centrifugata una provetta di sangue e questo si suddivide in tre fasi:

• ERITROCITI: fase più in basso, è la più densa che ricopre mediamente il 45% del volume totale;
• Buffy Coat (LEUCOCITI): nel mezzo;
• PLASMA e PIASTRINE: parte superiore, è la parte più limpida e trasparente.

· È importante che la percentuale di ematocrito rimanga intorno al 45% (42% donna, 47% uomo) perché da questa quantità dipende la viscosità del sangue:

• POLICITEMIA: se aumenta troppo il volume dell'ematocrito, elevato nº di globuli rossi
• ANEMIA: se il valore dell'ematocrito è basso = riduzione di emoglobina ma essendo questa contenuta nei globuli rossi può essere associata alla riduzione di globuli rossi; in questo caso si potrebbe avere scarsa distribuzione di O2 ai tessuti in quanto questi poco numerosi.

1 Plasma Leucociti - +Sangue Cellule 1 Eritrociti Normale 45%

ERITROCITI o GLOBULI ROSSI

Uomo: 5 milioni x mm3 Donna: 4,5 milioni x mm3 · I globuli rossi (GR) sono delle pseudocellule di colore rosso (occupati da emoglobina) a forma di disco biconcavo in quanto non presentano il nucleo e forma fortemente funzionale per il ruolo di trasporto di O2. Non contengono ribosomi che servono per la sintesi proteica, in questa forma sono al loro stadio terminale, non possono fare nient'altro se non trasportare O2. Catena B Catena B Catena a Catena a Asomo di ferro Gruppo eme EMOGLOBINA > proteina costituita da 4 catene proteiche (4 globine, 2 catene a e 2 catene ß) e 4 anelli non proteici (gruppo eme che hanno l'atomo di Fe2+ al loro interno il quale trasporta l'O2 0 CO2).ERITOPOIESI: produzione e formazione del globulo rosso Dal midollo osseo ci sono cellule staminali specifiche per le cellule del sangue che attraverso vari stadi subiscono un cambiamento del nucleo (normoblasto) finché la cellula non lo espelle formando l'eritrocita. Suffisso -blasto = cellula da maturare, non differenziata Suffisso -cita = cellula già differenziata Questo differenziamento è determinato da ormoni che risentono della variazione / diminuzione di conc O2 presente: es. ormone eritropoietina prodotta dal rene (maggiormente vascolarizzato), immessa in circolo e arriva agli organi emopoietici dove attiverà il differenziamento degli eritrociti mettendo in circolo un maggior numero di questi.

EMOLISI: rottura dei globuli rossi

Quando l'eritrocita ha concluso il suo ciclo vitale (circa 4 mesi) viene demolito; in particolare, l'invecchiamento cambia l'elasticità di membrana cambiando anche la forma classica di disco biconcavo e non si adatterà più a dei capillari più stretti. Il reticolo endoteliale è un sistema presente soprattutto nella milza e nel fegato che fa la selezione di globuli rossi che sopravvivono, presenta dei capillari estremamente stretti per "mettere alla prova" e selezionare gli eritrociti giovani. Se da questi capillari i globuli rossi passano, sopravvivono e continuano la circolazione, se non passano e si demoliscono rompendosi, vengono attaccati e fagocitati da macrofagi che inducono l'EMOLISI che fisiologicamente avviene nei globuli rossi vecchi, ma esistono anche alcune patologie emolitiche che effettuano la degradazione di globuli rossi sani. · L'emoglobina rilasciata in seguito subisce delle modifiche:

• perde la globina, parte proteica
• l'anello tetrapirrolico si apre e il ferro che teneva unito al centro viene perso
• si trasforma in bilirubina = sostanza di scarto che ha un colore giallo-bruno che si accumula nel sangue e causa l'ittero (ingiallimento della pelle). La bilirubina liberata normalmente nel sangue a seguito di una fisiologica degradazione di globuli rossi viene poi legata all'albumina, proteina presente nel sangue con cui poi arriva a livello epatico dove verrà inserita nella bile e poi eliminata nel lume intestinale del duodeno, non si accumula nel sangue.

Antigeni Eritrocitari e Gruppi Sanguigni

· I globuli rossi hanno sulla loro superficie delle proteine, ANTIGENI ERITROCITARI, che possono essere espresse: Antigene = proteina che può indurre una risposta anticorpale Eritrocitari = stanno sulla membrana degli eritrociti Questi possono essere di 3 tipi, ma possono anche non essere presenti, dipende dall'individuo. La presenza o meno determinano il gruppo sanguigno:

• Se viene fatta trasfusione da un individuo con antigene A a un individuo con antigene B viene prodotto da quest'ultimo un anticorpo anti-A che reagisce con l'antigene ricevuto e si ha il rigetto.
• Chi ha gruppo 0 può donare a tutti gli individui in quando non sono presenti antigeni sulla superficie e di conseguenza il ricevente non produrrà nessuno tipo di anticorpo. L'unico rischio in questo caso è dato dall'antigene Rh, quindi se uno 0+, dona a uno 0-, si induce una risposta anticorpale e poi rigetto Il gruppo 0- è il gruppo donatore universale in quanto sulla superficie non c'è alcun tipo di antigene quindi non si avrà mai produzione di anticorpi

LEUCOCITI O GLOBULI BIANCHI

· I globuli bianchi (GB) hanno forma sferica e nel sangue circolante sono solo in transito; sono tra i 6000- 9000 (quota circolante) x mm3, quantità molto variabile poiché reattive quindi in base alle condizioni dell'individuo possono cambiare di nº. Vi è inoltre una seconda quantità: quota marginata, cellule bianche adese alla parete dei capillari, non sferiche ma appiattite che andranno a tappezzare la parete del capillare.. La FORMULA LEUCOCITARIA viene indicata in un esame del sangue dove vengono indicate le varie percentuali dei vari tipi di leucociti considerando i LEUCOCITI al 100% Rispetto ai globuli rossi, i globuli bianchi sono più voluminosi e si dividono in:

• GRANULOCITI (70% dei globuli bianchi): cellule bianche con granuli nel citoplasma si suddividono in:
  • NEUTROFILI: granuli del citoplasma sono neutri alla colorazione, sono i più presenti;
  • BASOFILI: i granuli si colorano con coloranti basici, sono quasi assenti;
  • ACIDOFILI o EOSINOFILI: i granuli si colorano di leusina, colorante violetto. Basofili e eosinofili esistono ma compaio e si elevano solo in condizioni particolari mentre i neutrofili sono i principali granulociti di difesa, sono i macrofagi principali del sangue che vanno ad attaccare agenti patogeni o fagocitare detriti.
• MONOCITI (3-8%): più grandi tra tutte, sono tra 10 e 12 micron, con un nucleo bilobato che occupa tutto il citoplasma
• LINFOCITI (20-25%): nucleo molto grande ma tra i più piccoli di dimensione e sono suddivisi in linfociti T, linfociti B (producono gli anticorpi) e natural killer

Leucociti marginati Capillare o piccola venula Diapedesi Chemiotassi Morte cellulare, danno tissutale invasione microbica liberazione di fattori chemiotattici da parte di altre cellule . I leucociti circolano nel capillare trascinati dal plasma ma una quota di essi sono adesi alla parete (marginati) e quando ce n'è bisogno per la difesa, questi sono capaci di cambiare forma, emettere pseudopodi per muoversi e inserirsi tra le cellule epiteliali: passano in mezzo a queste in quanto indotte da sostanze chemio-attrattanti solitamente liberate dal tessuto in caso di lesione, infiammazione ... molecole che migrano verso il capillare che contiene leucociti che sentono queste molecole e si dirigono verso il sito danneggiato per azionarsi.

Origine dei Leucociti

> ORIGINE: i leucociti hanno origine da un unico precursore staminale totipotente e successivamente si differenziano in due diversi progenitori, in due linee:

• linea linfoide: da qui verranno fuori tutti i linfociti, tra cui i linfociti B da cui si differenzieranno le plasmacellule che poi producono anticorpi e cellule memoria che non attaccano subito ma rimangono pronte ad attaccare il solito patogeno dopo molto tempo.
• linea mieloide: da qui verranno fuori tutti i granulociti, monociti e la cellula precursore delle piastrine.

PIASTRINE

. Le piastrine non sono delle vere e proprie cellule, sono dei frammenti di cellule, non hanno una forma ben precisa e hanno una numerosità variabile, tra le 150.000-400.000 x mm3 e sono le cellule del sangue che possono oscillare più di tutte a livello di quantità, l'importante è che non scendano sotto le 40.000 perché un nº inferiore a questo è indice di una patologia che si chiama porpore che comporta problemi di coagulazione ed emostasi: tant'è che sotto le 20.000 un'emorragia può diventare fatale.

Funzione delle Piastrine: EMOSTASI

> La funzione delle piastrine assicura l'EMOSTASI (arginare una lesione vascolare): le piastrine sono la prima popolazione cellulare che va a cercare di richiudere la ferita, quindi l'emostasi è definita come il processo per bloccare la perdita di sangue delle piccole ferite. Il processo emostatico si articola in 4 fasi:

1. FASE VASCOLARE: la lesione della parete induce in un modo istantaneo una VASOCOSTRIZIONE per limitare il flusso di sangue ed è dovuta ad uno spasmo miogenico, in quanto attorno al vaso c'è una parete con cellule muscolari lisce che risentono di sostanze (come TXA2 o la serotonina) che rilasciate dall'endotelio creano la vasocostrizione.
2. FASE PIASTRINICA: in seguito alla liberazione di sostanze grazie alla lesione, quello che prima era dentro al lume vascolare ora si trova in contatto con la matrice extracellulare, col connettivo esterno e questa nuova interazione (dentro-fuori) ne determina l'attivazione. Il fatto che le piastrine cambiano forma, cambiano l'espressione delle proteine di membrana, si trovano a migrare nel sito della lesione, liberino delle sostanze all'interno ... fa sì inizino ad aderire l'une sull'altre: AGGREGAZIONE PIASTRINICA che permette di formare il tappo piastrinico o trombo bianco il quale tappezza il vaso, anticipa la formazione del trombo definitivo che si forma dopo l'attivazione della CASCATA DI COAGULAZIONE.