IL SANGUE. Globuli Rossi

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1 IL SANGUE Il sangue è l unico esempio di tessuto liquido appartenente alla categoria dei connettivi (tessuti il cui compito è quello di connettere funzionalmente e strutturalmente altri tessuti tra loro). Il sangue si compone di una parte liquida detta plasma che costituisce il 55% della massa totale, e una parte corpuscolare costituita da cellule che rappresentano il 45% (valore ematocrito). Il plasma è un fluido di colore giallognolo costituito dal 90% da acqua, e per il 10% da proteine quali albumine, globuline e fibrinogeno oltre a sali minerali. Il siero non è altro che plasma privo di fibrinogeno. Il plasma ha il compito di trasportare le sostanze nutritive a tutte le cellule, tutte le sostanze di rifiuto nonché gli ormoni e l anidride carbonica prodotta dal metabolismo cellulare. La separazione delle proteine plasmatiche viene effettuata attraverso il meccanismo di elettroforesi. Le cellule del sangue vengono distinte in globuli rossi o emazie, globuli bianchi o leucociti e piastrine o trombociti. Globuli Rossi Gli eritrociti sono cellule anucleate specializzate al trasporto di ossigeno. Il loro numero varia da 4 milioni a 6 milioni per mmc. Tale numero può comunque aumentare in caso di basse concentrazioni di ossigeno come avviene in alta montagna (eritrocitosi) o diminuire in caso di varie patologie. Le emazie sono cellule dal colore grigio rosato, di forma discoidale leggermente schiacciate al centro. La forma può comunque variare in altre patologiche in cui si perde la caratteristica forma discoidale. Sono note forme sferoidali (sferociti) o molto irregolari come negli acantociti e gli echinociti. La variazione nelle dimensioni delle cellule viene chiamata anisocitosi e può essere di tipo macrocitico o microcitico come nell anemia mediterranea. La proteina funzionalmente più importante contenuta nei globuli rossi è l Emoglobina. Emoglobina L emoglobina è una proteina coniugata responsabile del trasporto di oltre il 90% dell O2 polmonare e di circa il 20% della CO2 prodotta dal catabolismo cellulare. La concentrazione di questa proteina varia dai 14 ai 17 gr. per 100 ml di sangue. La sua molecola è di tipo globulare costituita da una parte non proteica formata da quattro anelli pirrolici e contenete un atomo di ferro centrale (EME), e una porzione proteica costituita da quattro catene proteiche; due α di 142 amminoacidi e due β di 146 amminoacidi (GLOBINA). Nel sangue del feto umano si trova un altro tipo di emoglobina detta fetale che al posto delle catene β ne contiene due γ. La concentrazione di tale emoglobina durante la crescita è la seguente: alla nascita 80% a 2 mesi 50 % a 5 mesi 10% nell adulto < 2% Nella talassemia major tale concentrazione nell adulto è > dell 80% mentre nella talassemia minor è del 25% circa.

2 Un altra mutazione dell emoglobina consiste in una anomalia delle catene β che presentano l amminoacido valina al posto dell acido glutammico. Questo tipo di emoglobina detta S è presente negli eritrociti di individui affetti da anemia falciforme. Questo tipo di emoglobina ha una minore solubilità di quella normale di conseguenza cristallizza facendo assumere al la cellula una caratteristica forma a falce. LEUCOCITI i globuli bianchi sono cellule provviste di nucleo, dotati di movimenti ameboidi con i quali riescono ad attraversare le pareti dei capillari per raggiungere il connettivo. Il loro numero varia da a per mmc. Si suddividono in tre categorie in cui le cellule si diversificano sia per morfologia che per funzione: Granulociti sono cellule bianche provviste di una intensa granulazione citoplasmatica: La loro ulteriore suddivisione in neutrofili, acidofili e basofili dipende dalla natura di queste granulazioni e dal modo in cui si colorano. I neutrofili hanno granulazioni incolori che permettono di evidenziare un nucleo segmentato in 3,4 o 5 lobi connessi da filamenti di cromatina. Queste cellule intervengono nei fenomeni infiammatori con una spiccata attività fagocitaria, rappresentano complessivamente il 50-70% delle cellule bianche. Gli acidofili costituiscono circa il 3% dei leucociti, ma aumentano di numero soprattutto nelle affezioni allergiche o in infestazioni da parassiti. Il nucleo di queste cellule è bilobato e le granulazioni citoplasmatiche contengono lipidi oltre a sostanze di natura basica I basofili sono la classe meno numerosa e rappresentano solo l 1% di tutte le celle bianche circolanti. Il nucleo è solitamente mascherato da granuli citoplasmatici molto grossi e numerosi, intensamente colorati in viola da coloranti basici. I granuli contengono una sostanza anticoagulante come l eparina e l istamina, sostanza vasodilatatrice. I monociti sono cellule del sangue dotate di intensa attività ameboide con la quale attraversando la parete dei capillari si localizzano nel tessuto connettivale dove svolgono la loro azione fagocitaria dopo essersi trasformati in macrofagi. Grazie alla loro motilità e all attività fagocitaria, queste cellule sono agenti molto importanti nei processi di difesa che si esplica sia nei confronti di batteri che di cellule morte o cancerogene, cellule vecchie, corpi estranei che pervengono nell organismo sia attraverso il sangue, nel corso di ferite, sia con i processi respiratori.

3 LINFOCITI I linfociti del sangue circolante rappresentano il 20-40% delle cellule bianche circolanti distinti a loro volta in piccoli, medi e grandi linfociti. Sono cellule provviste di un grande nucleo che talora occupa tutta la cellula. Sono cellule dotate di attività ameboide e azione fagocitaria con la superficie cellulare ricoperta di microvilli. I linfociti si classificano nelle due categorie: Linfociti T derivanti dal timo e B di derivazione del midollo osseo. Entrambi sono piccoli linfociti adibiti alla risposta immunitaria. IMMUNITA L immunità è quel fenomeno grazie al quale l organismo riconosce i propri componenti e reagisce contro le sostanze e le cellule estranee. L organismo umano è dotato di tre sistemi difensivi: 1) barriere esterne come la pelle e le mucose che impediscono ai microbi di entrare; 2) difese interne non specifiche rappresentate da processi di fagocitosi, e ipertermia (febbre) 3) sistema immunitario costituito dalla popolazione linfocitaria. Quest ultimo sistema risulta essere quello più specifico a contrastare l invasione da parte di organismi estranei. Esso si fonda su due meccanismi: l immunità cellula mediata sostenuta dai linfociti T e l immunità umorale o anticorpale in cui intervengono i linfociti B. Le due popolazioni linfocitarie derivano da cellule staminali del midollo osseo ma mentre i primi acquisiscono immunocompetenza nel timo le seconde diventano competenti a livello dello stesso midollo. Pur intervenendo con meccanismi diversi, le risposte che producono le due popolazioni cellulari sono fondamentalmente identiche e cioè: 1) riconoscimento dell invasore; 2) distruzione dell antigene; 3) memorizzazione delle caratteristiche antigeniche per impedire future infezioni.

4 Il riconoscimento della cellula o della sostanza estranea avviene in un primo momento attraverso siti recettivi posti sulla membrana dei macrofagi (determinanti antigenici). La cellula estranea viene introdotta all interno della cellula per fagocitosi e smembrata in tanti frammenti che successivamente verranno presentati sia alle cellule T che a quelle B insieme ad un complesso molecolare detto maggior complesso di istocompatibilità (MHC). La reazione immunitaria procede secondo lo schema riportato in basso: Come si nota l attivazione delle due linee cellulari è simultanea e il processo si sviluppa mediante i due processi immunitari; l immunità cellulo-mediata e l immunità umorale.

5 IMMUNITA CELLULO-MEDIATA La principale funzione di questo tipo di immunità è quella di distruggere le cellule del proprio corpo quando sono diventate tumorali o sono state infettate da virus, o nelle infezioni da funghi o da protozoi. A tale azione prendono parte tre tipi di linfociti T: i killer, i coadiuvanti e i soppressori. Quando i linfociti T riconoscono l antigene liberano sostanze simili agli ormoni le quali a loro volta inducono la produzione e il differenziamento sia dei linfociti B che dei T8 killer. La risposta immunitaria risulta quindi amplificata procedendo contemporaneamente per due vie. Dopo che l infezione è stata debellata, sempre i T helper inducono la formazione di linfociti T soppressori che disinnescano la risposta immunitaria sia dei linfociti B che dei T killer. IMMUNITA UMORALE In questo tipo di immunità è il linfocita B che riconoscendo l antigene si attiva e grazie alle sostanze prodotte dai T helper si moltiplica dando origine alle plasmacellule produttrici di anticorpi: Questa popolazione è formata da cellule tutte identiche prodotte da un'unica cellula selezionata dal tipo di antigene con cui essa è venuta a contatto (teoria della selezione clonale). Gli anticorpi sono molecole proteiche circolanti nel sangue. Esse attaccano l antigene in modo molto specifico determinando: 1) la neutralizzazione dell antigene come nel caso di tossine; 2) la fagocitosi dell antigene grazie al riconoscimento da parte dei macrofagi; 3) l agglutinazione delle cellule antigeniche, o di virus; 4) favorendo l azione del complemento intesa ad un completo riconoscimento dell antigene da parte delle cellule linfocitarie. Gli anticorpi sono molecole dalla caratteristica forma ad Y costituite da 4 catene proteiche: una coppia di catene più grandi e una coppia di catene più piccole. Entrambe le catene, pesante e leggera, costituiscono la regione costante che coincide con il gambo della Y e che è simile in tutti gli anticorpi, mentre la regione variabile è diversa nei vari anticorpi. Le regioni variabili poste alla sommità di ogni braccio sono così specifici che ogni anticorpo può legarsi a pochi differenti tipi di molecole antigeniche o ad uno solo antigene. Questo può essere rappresentato da grosse molecole ( polisaccaridi, proteine o glicoproteine) o da intere cellule o raggruppamenti cellulari. Nell ambito della risposta immunitaria gli anticorpi svolgono una duplice funzione: in primo luogo fungono da recettori. Con il gambo l anticorpo si lega alla membrana del linfocita B mentre estende all esterno i bracci per legare l antigene presente nel sangue. In secondo luogo fungono da effettori in diverse funzione che non sono quelle specifiche di neutralizzazione dell antigene. Si conoscono 5 diverse classi di anticorpi noti anche col termine di immunoglobuline : IgM La molecola è composta da 5 monomeri a forma di Y tenuti insieme all altezza dei gambi. E il primo anticorpo secreto nella risposta immunitaria. Agglutina gli antigeni e stimola la fagocitosi dei macrofagi.

6 IgG E l anticorpo più comune formato da un unico monomero. Persiste nell organismo per molto tempo e viene trasferito al feto attraverso la placenta. Questa molecola legandosi all antigene facilita il riconoscimento da parte dei macrofagi. IgA E formato da 2 monomeri tenuti insieme all altezza dei gambi. Viene secreto nella saliva, nelle lacrime e nel muco. Questo anticorpo si lega all antigene, di solito un virus o un batterio, impedendole di penetrare nell organismo. IgE Formato da un solo monomero questo anticorpo è responsabile delle reazioni allergiche causando la liberazione di istamina da parte e altre principi attivi legandosi alle cellule acidofile e basofile del sangue. IgD E un singolo monomero legato di solito alle membrane plasmatiche dei linfociti B. E probabile che serva soprattutto da recettore antigenico. L elevato numero di antigeni esistenti in natura farebbe supporre l esistenza di un altrettanto elevato numero di geni capaci di codificare un corrispondente numero di anticorpi circolanti. Per capire come un numero ridotto di geni può far fronte ad una così alta variabilità antigenica è necessario presupporre che i geni codificano solo per una parte degli anticorpi e non gli anticorpi interi. Il processo di produzione degli anticorpi segue lo schema riportato a fianco: Le cellule precursori dei linfo-b contengono alcuni geni delle regioni costanti sia per le catene pesanti CH che per quelle leggere CL oltre ad alcune centinaia di geni per le regioni variabili V. Durante lo sviluppo di ciascun linfocita B, questi geni subiscono un riassestamento, con lo spostamento di uno dei geni per la regione variabile vicino ad un gene per la regione costante. Tale abbinamento è del tutto casuale, pertanto ogni linfo-b avrà un gene ricombinato sia per la catena pesante che per quella leggera diversi da altre cellule B. A questo meccanismo di elevata variabilità di sintesi anticorpale va inoltre aggiunto un meccanismo di mutazione a carico dei geni che producono anticorpi che si verifica ogni qualvolta i linfociti B si riproducono. In questo modo possono essere prodotti un numero di anticorpi illimitato in modo da poter rispondere a un altrettanto illimitato numero di antigeni.

7 AUTOIMMUNITA In alcuni casi patologici il sistema immunitario reagisce contro i propri costituenti cellulari (autoantigeni) con formazione di autoanticorpi. Il risultato è una malattia autoimmune in cui il sistema immunitario attacca qualche componente del proprio corpo. Ne sono un esempio alcune anemie in cui vengono attaccati i globuli rossi, il diabete giovanile in cui viene distrutta la parte endocrina del pancreas o il lupus eritematoso (figura) causato da un alterazione diffusa dei tessuti connettivi. Il segno più evidente è la comparsa di un eritema localizzato al dorso del naso e agli zigomi (eritema a farfalla). La malattia ha un decorso variabile, con periodi di remissione, ma sempre progressivo. Altra alterazione è l artrite reumatoide malattia anch essa a decorso cronico e progressivo che interessa soprattutto le articolazioni provocando gravi deformazioni e che colpisce prevalentemente le donne tra i 30 e i 50 anni. Le articolazioni maggiormente interessate sono quelle della mano (figura) cioè quelle interfalangee, seguono il polso, i ginocchi, i gomiti, le caviglie le spalle e le anche. Secondo recenti teorie le malattie autoimmuni verrebbero causate da una mancata disattivazione di quei siti recettivi dei precursori dei linfociti capaci di riconoscere i propri costituenti cellulari. Pertanto raggiunto il pieno sviluppo il sistema immunitario e precisamente una linea cellulare diventerebbe immunocompetente e quindi capace di aggredire e distruggere proprio quegli antigeni i cui siti recettivi non sono stati preventivamente bloccati dando luogo alla malattia autoimmune. Tali patologie non sono attualmente curabili e vengono trattate con cure sintomatiche. Per esempio si può somministrare insulina ai diabetici ed effettuare trasfusioni agli anemici. Nei casi più gravi si pu0 intervenire con farmaci immunorepressori causando per altra via una maggiore esposizione del soggetto alle infezioni microbiche. LE ALLERGIE Le allergie sono reazioni a sostanze in sé non dannose. Le allergie più frequenti sono quelle alla polvere, ai pollini, alle muffe alle punture di svariati insetti. L allergia è un tipo di risposta esagerata da parte dell organismo verso quelle sostanze dette allergeni che ne evocano una risposta immunitaria. Gli anticorpi prodotti dalle plasmacellule sono IgE. Questo tipèo di anticorpi interagisce con le cellule basofile del sangue. Quando l allergene penetra nell organismo entra in contatto con gli anticorpi legati alle cellule basofile inducendole alla liberazione di istamina, con aumento della secrezione di muco, e maggiore vasodilatazione tutti sintomi dell infiammazione. Dal momento che l ingresso dell allergene avviene attraverso il naso o la gola le reazioni più evidenti si hanno in queste sedi con starnutazioni e congestione delle mucose. Fenomeni allergici possono manifestarsi comunque in svariati modi. Le forme più gravi sono quelle in cui si hanno manifestazioni generali, caduta della pressione arteriosa, collasso, difficoltà respiratoria, orticaria generalizzata. Questi quadri noti anche come shock anafilattico sono talvolta provocati dalla puntura di insetti (api o vespe) o dalla somministrazione di alcuni farmaci (penicillina) e un mancato rapido intervento porta a morte l individuo nel giro di pochi minuti. Tra le forme più diffuse di allergie si ricordano: l asma bronchiale, alcune forme di congiuntivite, la rinite, l orticaria e dermatiti da contatto in genere.

8 MALATTIE DEL SANGUE Anemie Tra le più diffuse malattie che colpiscono il sangue troviamo sicuramente le anemie. Per anemia si intende una riduzione della concentrazione di emoglobina nel sangue circolante sia per diminuzione all interno del globulo rosso, sia per diminuzione del numero dei globuli rossi. Si parla di anemia quando la concentrazione di questa proteina scende a 13 gr%ml nell uomo e 11gr%ml nella donna. I livelli di emoglobina in corrispondenza dei quali si evidenziano i primi sintomi dell anemia sono comunque variabili da individuo ad individuo e con l età dello stesso. L anemia indipendentemente dalla causa che l ha determinata si manifesta con pallore evidente al volto, alla mucosa della bocca e al letto ungueale. Astenia e sonnolenza, ronzio alle orecchie, affanno col minimo sforzo fisico e palpitazioni cardiache. Qualsiasi anemia può risultare da tre cause fondamentali: perdita di sangue, distruzione dei globuli rossi o alterata produzione di globuli rossi. In quest ultimo caso le cause possono essere diverse dovute sia ad un difetto del midollo osseo come alla mancanza di elementi essenziali alla produzione eritrocitaria. La tabella a fianco riassume le cause di anemia da alterata produzione eritrocitaria. Leucemie La leucemia è una malattia che colpisce essenzialmente il midollo caratterizzata da una atipica produzione di cellule progenitrici dei globuli bianchi. Le leucemie vengono distinte in acute e croniche. Nelle leucemie acute le cellule sono molto immature e atipiche con una proliferazione di tipo tumorale. Tale leucemia colpisce tutte le età, può avere un decorso rapido o lento e subdolo, si instaura con manifestazioni emorragiche, febbre elevata e senso di spossatezza, ingrossamento dei linfonodi dei vari distretti, dolenzia sternale etc. Il decorso è breve ma in genere mortale. Nelle leucemie croniche gli elementi bianchi sono più maturi, differenziati e riconoscibili come cellule linfoidi o mieloidi. La malattia colpisce più frequentemente in età avanzata. L esordio della malattia è lento e insidioso, caratterizzato da un aumento del volume della milza e dei linfonodi superficiali, anemia e spossatezza fisica. La malattia decorre con periodi di remissioni che si alternano ad altri di recrudescenza. L esito è in genere infausto. Le cause delle leucemie sono tuttora poco conosciute, tuttavia si riconosce ad alcuni fattori un ruolo predisponente ; le radiazioni ionizzanti, alcune sostanze chimiche derivati del benzene, fattori genetici e agenti virali.