IL SANGUE DEFINIZIONE

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1 IL SANGUE QPE ed emocromo DEFINIZIONE Il sangue è un organo liquido di colore rosso opaco che scorre nell apparato circolatorio. Costituisce il 7 8 % del peso corporeo: così se un uomo pesa 70 kg il volume del suo sangue dovrebbe essere 5 5,5litri. Esso è costituito da una parte liquida, il plasma, e da una corpuscolata. Questa si distingue in globuli rossi o eritrociti, globuli bianchi o leucociti e piastrine o trombociti. Il siero è il plasma depleto dei fattori della coagulazione. 1

2 Le funzioni del sangue ( 1 ) Funzione respiratoria che consiste nel trasporto dell ossigeno e nello smaltimento dell anidride carbonica prodotta nei tessuti. Il tutto è operato dai globuli rossi. Funzione nutritiva attraverso la quale i principi alimentari vengono distribuiti per l utilizzo a tutte le cellule. Funzione depuratrice cioè la rimozione dai tessuti dei prodotti di smaltimento. Le funzioni del sangue ( 2 ) Funzione di correlazione chimica ormonica. Funzione di difesa svolta da globuli bianchi e da proteine chiamate anticorpi contro agenti estranei. Conservazione dell equilibrio idrico salino dell organismo. Mantenimento della temperatura corporea al giusto livello in tutte le parti dell organismo. Regolazione della pressione arteriosa in virtù delle modificazioni del suo volume. 2

3 Il plasma Il plasma rappresenta la parte liquida del sangue, cioè circa il 55 %. Il principale costituente è l acqua, che ne rappresenta circa il 90 %. La restante parte è rappresentata da quanto è disciolto nell acqua. Il plasma ( 2 ) 1 ) proteine: costituiscono il 6 8 % del plasma. Sono rapprentati dall albumina, dalle globuline, dalle proteine della coagulazione e da alcuni ormoni. L albumina è responsabile di gran parte del controllo del mantenimento del bilancio dell acqua. Le globuline da una parte ( in particolare le alfa e beta globuline ) sono implicate nel trasporto di liquidi, metalli o altre proteine, dall altra ( le gamma globuline) costituiscono gli anticorpi o immunoglobuline. Il fibrinogeno e le proteine della coagulazione sono responsabili della coagulazione del sangue quando questo fuoriesce dai vasi sanguigni. Se si eccettua le gamma globuline, prodotte dalle plasmacellule, gran parte delle proteine plasmatiche sono prodotte dal fegato. 3

4 Per studiare le proteine del sangue si esegue il Quadro Protido Elettroforetico (QPE) Elettroforesi delle proteine sieriche su film di nitrocellulosa QPE Il plasma viene fatto correre su un film di nitrocellulosa. Il film viene colorato con un cromogeno per le proteine. Le bande così ottenute vengono scannerizzate e la loro densità rappresentata in grafico. 4

5 Albumine 55-60% 1 2-3% 5% 10% 18% 5

6 Il plasma ( 3 ) Azoto, frutto del catabolismo tissutale Gli zuccheri I lipidi (colesterolo e trigliceridi) e le lipoproteine Gli elettroliti (sodio, Potassio, cloro, calcio, fosforo, Magnesio) Emocromo (esame Emocromocitometrico) L'esame emocromocitometrico è, in realtà, un insieme di test per valutare la parte corpuscolata del sangue e il suo rapporto con la parte liquida Ci informa sulla quantità degli eritrociti e sulla loro dimensione, forma e contenuto di emoglobina. Sulla quantità totale e sui vari tipi di globuli bianchi o leucociti. Sulla quantità delle piastrine. Sull'ematocrito, ovvero il rapporto tra la massa di tutte queste cellule e il volume della parte liquida. 6

7 Gli elementi figurati ( 1 ) I globuli rossi: rappresentano l elemento figurato più cospicuo del sangue. Il numero degli eritrociti è di circa 5 milioni nell uomo, e di 4,5 milioni nella donna. Gli eritrociti visti di profilo hanno la forma di disco biconcavo. Molecola della emoglobina 7

8 ERITROCITI: DIMENSIONI, FORMA, COLORABILITA Dimensioni: gli eritrociti normali (normociti) sono di grandezza omogenea: Diametro ( ): 7.3 Volume cellulare medio (MCV)= Parametro da valutare MCV -MCV <80 3 ( : 7.3 ) microciti indice di difetto di sintesi di Hb con immissione in circolo di elementi piu piccoli (anemie sideropeniche) anemie talassemiche anemia saturnina anemie da malattie infiammatorie croniche) -MCV > 95 3 ( > 8.5 ) macrociti indice di difetto di moltiplicazione cellulare (s. mielodisplastica epatopatic reticolocitosi) -MCV > ( > 8.5 ) megaloblasti deficit folati e Vit. B12 con difetto di moltiplicazione cellulare (anemia di Biermer anemie perniciosiformi) La disparita dimensionale eritrocitaria e detta anisocitosi, che e un rilievo molto frequente nelle anemie. Per valutare laboratoristicamente l anisocitosi si considera: RDW Clin Med Card FI coefficiente di variazione d ampiezza della distribuzione di MCV Si esprime graficamente con l istogramma di variazione di MCV (v.n.: 11 14,8%) superiori indicano disomogeneita di volume della popolazione eritrocitaria valori L ematocrito da solo non è un buon parametro per la valutazione dell anemia 8

9 La viscosità del sangue è proporzionale al valore dell ematocrito EMATOCRITO (HMT) misura la percentuale dei globuli rossi rispetto alla frazione liquida del sangue Valori normali 38-48% per l uomo, 36-46% per la donna. Valori superiori da alcolismo diabete, insufficienza renale acuta, peritonite, policitemia, poliglobulia, uso di diuretici, ustioni, vomito, disidratazione Valori inferiori da anemie, aplasie midollari, carenza di ferro, di vit B12, cirrosi epatica, collagenopatie, emorragie, infezioni gravi, insufficienza renale cronica, leucemie, tumori maligni. 9

10 Definition of erythrocyte indices MCV (fl) MCH (pg) MCHC (gm/l) Hct (%)* = Hct RBC = Hb RBC = Hb Hct = RBC V/Blood V Key: MCV= mean corpuscular volume; MCH= mean corpuscular hemoglobin; MCHC= mean corpuscular hemoglobin concentration; Hct= hematocrit; Hb= hemoglobin concentration in g/dl; RBC= erythrocyte Count/ l. RDW= coefficiente di variazione di ampiezza della distribuzione di MCV. Si esprime graficamente con l istogramma di variazione di MCV (vn %). Valori superiori indicano disomogeneita di volume della popolazione eritrocitaria Volume corpuscolare medio E' il volume corpuscolare medio dei GR Valori normali: micron 3. Valori superiori a quelli normali da: alcolismo, da anemia megaloblastica, da enteriti, da metastasi, da sferocitosi. Valori inferiori : emoglobinopatie, da morbo di Cooley, da talassemia, da tumori maligni, da anemia ferropriva. 10

11 Emocromo: VN maschio femmina Ematocrito % Emoglobina g/100ml g% Eritrociti/ l 4,6-6, ,2-5, Leucociti/ l 4, Piastrine/ l Vol corp medio(mcv) fl Hb corp media (MCH)pg C Hb corp media(mchc) 32-36% ( Hb/Ht) Reticolociti 0,5-2,5% Ampiezza distrib.gr( RDW) 11,6-14,56% EMOGLOBINA (Hb) La sua formazione avviene nel midollo osseo simultaneamente a quella degli eritrociti immaturi. in un GR vi sono 350 milioni di molecole di Hb e ognuna trasporta 4 mol O2= 1miliardo e mezzo di O2 x GR (valori normali = g/100 ml (M) g/100ml (F) Valori superiori possono derivare da diarrea, disidratazione, enfisema, shock, policitemia, poliglobulia, ustioni, trasfusioni ripetute. Valori inferiori possono essere causati da aplasia midollare, collagenopatie, ulcera peptica deficit di ferro, di vitamina B12, emorragie, metrorragia, epatopatie, infezioni gravi, insufficienza renale cronica, morbo di Cooley, morbo di Chron, leucemie, neoplasie maligne, morbo di Hodgkin. 11

12 Emocromo: Diagnostica delle anemie -La classificazione cinetica delle anemie: - 1 gruppo: ridotta formazione di eritroblasti - 2 gruppo: ridotta formazione di eritrociti - 3 gruppo: ridotta sintesi di emoglobina - 4 gruppo: ridotta sopravvivenza degli eritrociti non e immediatamente utilizzabile per un approccio clinico-pratico alla interpretazione delle anemie, per la quale invece si suggerisce ad integrazione della precedente, la valutazione dei seguenti parametri: Hb Emoblobina (g/100 ml) esprime l entita dell anemia MCV Volume Cellulare Medio < 80 3 anemie microcitiche > 80 3 anemie non microcitiche NB: nella diagnostica delle anemie, in particolare delle non microcitiche, occorre sempre valutare la conta reticolocitaria. E bene calcolare sempre il numero assoluto (vn ) Diagnostica Operativa delle anemie -Anemia Macrocitica: da deficit di sintesi del DNA (deficit di folati e vitamina B12) -Anemia normocitica: può essere fase iniziale sia di sideropenica che di macrocitica -Anemia Microcitica: può essere determinata da sideropenia (da ridotta assunzione o assorbimento o da emorragia) o da ridotta sintesi delle catene globiniche (talassemie) Diagnosi differenziale tra a. sideropenica e talassemia Hgb: bassa in entrambi Ferritina: bassa in sideropenica ed alta in talassemie RDW: basso in talassemia ed alta in sideropenico Ferro: può essere normale o moderatamente basso in entrambi Talassemia: Elettroforesi di Hgb; Sintesi catene globiniche, analisi mutazionale 12

13 Indici eritrocitari (2) TIPO ANEMIA MCV MCH MCHC (gl) (pg) (g/dl) -Normale A. normocitica A. macrocitica A. microcitica (in genere ipocromica) Ht= Hb x o Ht= 3xHb RDW (Red cell distribution width) VN e CV di dimensioni GR = SD di dimensioni GR / MCV In coppia con MCV caratterizza meglio le anemie specie le microcitiche Esempio:Anemia da carenza di Ferro Talassemia minor MCV RDW MCV RDW= o Gli elementi figurati ( 2 ) Le piastrine o trombociti : il loro numero oscilla tra e Prodotte dal midollo osseo vengono distrutte dalla milza. Esplicano un ruolo di grande importanza nel processo della coagulazione del sangue, in cooperazione con un sistema di proteine ( detti fattori della coagulazione ). 13

14 Gli elementi figurati ( 3 ) I globuli bianchi o leucociti : devono il loro nome al fatto che sono privi di pigmento. Sono forniti di nucleo anzi le caratteristiche del loro nucleo servono a dividerli in diverse categorie e tipi. I globuli bianchi sono implicati nei processi di difesa dell organismo. Il numero dei globuli varia da a /mm 3. Normalmente su 100 leucociti, sulla base delle caratteristiche del nucleo, 70 sono granulociti, sono linfociti, 8 10 sono monociti. L ESAME EMOCROMOCITOMETRICO Il LEUCOCITOGRAMMA a 5 o più popolazioni eseguito dai CONTAGLOBULI con conta differenziale completa distingue le cellule in: Neutrofili Linfociti Basofili Eosinofili Monociti 60-80% 20-40% 0-5% 0-5% 5-10% Inoltre sono presenti flags indicanti la presenza di: Cellule atipiche e/o blasti Cellule immature della serie mieloide e/o eritroide Grado di segmentazione dei neutrofili 14

15 25/03/

16 25/03/

17 25/03/

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25 L ESAME EMOCROMOCITOMETRICO I CONTAGLOBULI di ultima generazione forniscono i seguenti parametri 1. Conteggio totale dei globuli bianchi (WBC) 2. Conteggio totale dei globuli rossi (RBC) 3. Emoglobina (HGB) 4. Emotocrito (HCT) 5. Volume corpuscolare medio (MCV) 6. Contenuto medio emoglobinico (MCH) 7. Concentrazione corpuscolare media emoglobonica (MCHC) 8. Conteggio totale delle piastrine (PLT) 9. Indice di distribuzione volumetrica dei globuli rossi (RDW) 10. Volume piastrinico medio (MPV) 11. Indice di distribuzione volumetrica delle piastrine (PDW) 12. Piastrinocrito (PCT) 13. Indice di distribuzione della concentrazione emoglobinica (HDW) MODIFICAZIONI DELL EMOCROMO IN CORSO DI INFEZIONE (I) INFEZIONI BATTERICHE Significative variazioni del numero, della morfologia e della funzione dei leucociti. INFEZIONI VIRALI Modeste variazioni del numero e della funzione dei neutrofili e dei linfociti 25

26 MODIFICAZIONI DELL EMOCROMO IN CORSO DI INFEZIONE (II) PATOGENESI DELLA NEUTROPENIA Migrazione dei leucociti circolanti nella sede di infezione non accompagnata da un concomitante flusso di neutrofili dalle riserve midollari Richiesta sproporzionata di neutrofili nella sede di infezione e deplezione delle riserve midollari PATOGENESI DELLA NEUTROFILIA iperplasia della serie mieloblastica e flusso di leucociti midollari nel torrente circolatorio, correlati alla gravità dell infezione e alla presenza di piogeni Fase acuta MODIFICAZIONI DELL EMOCROMO IN CORSO DI INFEZIONE (III) INFEZIONI BATTERICHE Neutrofilia accompagnata o meno da un aumento delle forme immature (a banda, metamielociti, più raramente mielociti e promielociti) ed eosinofilia Risoluzione Riduzione della neutrofilia ed incremento nel numero dei monociti seguita da una linfocitosi relativa o assoluta e ricomparsa degli eosinofili Guarigione Ritorno nella norma del numero dei linfociti 26

27 MODIFICAZIONI DELL EMOCROMO IN CORSO DI INFEZIONE (IV) INFEZIONI VIRALI Fase acuta Precoce neutropenia accompagnata da linfopenia, seguita da linfocitosi assoluta e persistente; modesto aumento del numero dei monociti e modesta eosinopenia Occasionale riscontro di neutrofilia iniziale con presenza di forme immature circolanti. Risoluzione Ritorno graduale nella norma Scheda computerizzata dei risultati delle analisi 1 Clin Med Card FI 27

28 Le cellule così disposte passano davanti al raggio laser di forma ellittica, focalizzato in modo da colpire le cellule al centro del canale di conta formato dal liquido di trasporto. Sistema Ottico Dall interazione delle cellule con il raggio luminoso del sistema di eccitazione, vengono generati dei segnali dipendenti dalle caratteristiche fisiche e dalla presenza di marcatori fluorescenti sulla superficie, nel citoplasma o nel nucleo della cellula. Light scattering : I due segnali che permettono di identificare le caratteristiche fisiche delle popolazioni cellulari sono correlabili alle dimensioni delle cellule. Se si osserva una cellula in controluce, si misura un segnale legato alla diffrazione (scatter) che è in relazione al diametro cellulare (FORWARD SCATTER O SCATTER LINEARE = FSC) Rifrazione & Riflessione: proporzionale alla granularità cellulare e alla complessità rilevate a 90 rispetto la luce incidente Diffrazione: proporzionale all area della cellula rilevata lungo l asse della luce incidente 0 Se ci si pone ortogonalmente al fascio, si misura un segnale legato sostanzialmente alla riflessione e alla rifrazione (SIDE SCATTER O SCATTER A 90 = SSC) dovute alla granulosità cellulare, al rapporto n/c e alla irregolarità della superficie cellulare. 28

29 RICAPITOLANDO: Il Forward scatter distingue le cellule sulla base del volume ed è anche in grado di distinguere cellule vive da morte. Il Side scatter tende ad essere più sensibile rispetto alle inclusioni all interno della cellula e può essere usato per distinguere le cellule granulate dalle non-granulate. FSC e SSC rappresentano i parametri fisici. Raggruppandoli in un unico grafico se ne ottiene uno biparametrico, il Citogramma: diagramma bidimensionale ottenuto dalla combinazione di questi due tipi di segnale. Permette di discriminare tra diverse popolazioni cellulari basandosi solamente sulle loro caratteristiche fisiche. Grafici monoparametrici (istogrammi) Citogramma 29

30 Scheda computerizzata dei risultati delle analisi 2 Clin Med Card FI EMOGLOBINOPATIE 30

31 Dissociazione ossigeno-emoglobina: normale curva sigmoide che correla la saturazione di emoglobina alla parziale pressione di ossigeno (PaO2) a cui è esposta. La curva è spostata a sinistra (è rilasciato meno ossigeno a ogni data PaO2) da un decremento del 2,3 DPG, da un aumento del ph (effetto Bohr) e se l'hba è sostituita dall'hbf o da un'emoglobina a più alta affinità. La curva è spostata a destra da un aumento del 2,3 DPG attaccato alla Hb, da un decremento del ph e se l'hba è sostituita dalla HbS oda una HbM (in cui il ferro emico è stabilizzato nella forma ferrica) o se l'hb è ossidata a metaemoglobina. HEMOGLOBIN FUNCTION THE O 2 DISSOCIATION CURVE Myoglobin Hb monomer Low 2,3DPG High 2,3DPG Low Ph High Ph High pco 2 Low pco 2 HbF Presence of CO 31

32 Struttura schematica dell Hb dell adulto (HbA) 32

33 Production of Hb chains GAS-TRANSPORTING SYSTEM DISORDERS HEMOGLOBIN DISORDERS HEME DISORDERS (porphyrias, sideropenic anemia CO-intoxication) GLOBIN DISORDERS (Thalassemia, structural hemoglobinopathies) 33

34 GLOBIN-DISORDERS QUANTITATIVE DISORDERS (thalassemia) QUALITATIVE DISORDERS (structural hemoglobinopathies) -CHAIN -CHAIN SOLUBILITY STABILITY Oxygen AFFINITY HB DISEASES CAN CAUSE MANY PROBLEMS qualitatively impair the gas trasporting system quantitatively impair the gas transporting system Induce erythroblast or RBC toxicity reduce RBC circulatory performance Hb with altered O2 affinity Thalassemia Sickle-cell disease 34

35 GAS-TRANSPORTING SYSTEM DISORDERS HEMOGLOBIN DISORDERS Structural Hb disorders Diseases related to an impaired Hb synthesis Structural Hb disorders associated to reduced Hb synthesis Persistence of HbF Acquired Hb disorders Sickle-cell disease thalassemia Hb Lepore COintoxication THE HEMOGLOBIN DISEASE BELT 35

36 Beta thalassemia incidence in Italy 36

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38 DIAGNOSI -TALASSEMIA ETEROZIGOTE - Sospetto per familiarità e/o microcitemia - Lieve anemia (Hb 9,5 11,5 g/dl) con GR aumentati (5-6,5 x 10 6 / l), riduzione MCV (60-75 / l) ed MCH. - Controllare sideremia: se normale eseguire elettroforesi Hb: diagnosi se HbA2 >3-3,5%. - Se sideropenia, normalizzare sideremia prima di elettroforesi. 38

39 Diagnostica Operativa delle anemie Diagnosi differenziale tra a. sideropenica e talassemia Hgb: bassa in entrambi Ferritina: bassa in sideropenica ed alta in talassemie Ferro: può essere normale o moderatamente basso in entrambi Talassemia: Elettroforesi di Hgb; Sintesi catene globiniche, analisi mutazionale RDW: basso in talassemia ed alta in sideropenico Metabolismo del ferro Ciclo del Ferro Intestino Sangue Il basso Ph dello stomaco solubilizza I composti del ferro. I trasportatori del Fe facilitano l assorbimento del Fe nel flusso ematico. Gli ioni Fe 3+ sono chelati e legati alla transferrina. La transferrina trasporta Fe ai tessuti Mantiene la solubilità Mantiene gli ioni Fe inattivi Cellula L endocitosi della transferrina è mediata da recettori L endocitosi risulta nel rilascio del Fe 3+ in ambiente acido lisosomiale. Il Fe è distribuito in diverse regioni topologiche della cellula attraverso trasportatori del Fe e/o canali (?) Uso: Componenti di proteine (eme) Immagazzinamento: Ferritina (Fe 2+ ) Tossicità 39

40 Ruoli del Fe nella cellula Fe(III) 2 -Tf Tf Recettori della transferrina (TfR) [Fe] [Fe] Proteine: Catalisi Elettroni, trasporto dell ossigeno Stabilizzazione strutturale Sensore del Fe, ROS Formazione di radicali legati a proteine Immagazzinamento e sequestro: Ferritina [Fe] Tossicità: stress ossidativo Caratteristiche strutturali della transferrina 40

41 Meccanismo di trasporto cellulare di ferro mediato dalla transferrina 41

42 GLOBIN-DISORDERS QUANTITATIVE DISORDERS (thalassemia) QUALITATIVE DISORDERS (structural hemoglobinopathies) -CHAIN -CHAIN SOLUBILITY STABILITY Oxygen AFFINITY The most common qualitative Hb disease affects Hb solubility A PROTOTYPE OF A POINT MUTATION DISEASE 6 Glu--> Val SICKLE CELL DISEASE (HBS) NB 6 Glu-->Lys give rise to HBC with a milder phenotype 42

43 THE -6 mutation affects Hb sulubility mostly in the deoxygenated state The sickling balance POLYMERIZED HB SOLUBLE HB OXY-state, high PH, good hydration, etc HB F> HB A >HB C > HB S 43

44 The sickling balance SOLUBLE HB POLYMERIZED HB DEOXY-state, low PH, dehydration, fever, etc HB S > HB C >HB A > HB F 44

45 BLOOD SMEAR OF SICKLE CELL DISEASE QUADRO CLINICO DREPANOCITOSI -Anemia di solito moderata: Hb ~ 8 g/dl, ma con ampie variazioni individuali (5 11 g/dl). -QUADRO DOMINATO DAI PROBLEMI VASO- OCCLUSIVI: crisi di intenso dolore osseo o toracico o addominale; infarti ossei con necrosi; ulcere trofiche agli arti inferiori; ischemie ed emorragie cerebrali; 45

46 QUADRO CLINICO DREPANOCITOSI -infarti polmonari ipertensione polmonare e scompenso cardiaco; -danno renale per ischemia tubulare. -nei primi anni splenomegalia, poi infarti splenici mutipli e fibrosi splenica ( autosplenectomia ) aumentata suscettibilità ad infezioni batteriche. TUTTE LE SITUAZIONI DI IPOSSIEMIA FANNO PRECIPITARE LE CRISI, ANCHE IN ETEROZIGOTI DIAGNOSI DREPANOCITOSI -Sospetto per quadro clinico -Quadro ematologico di anemia emolitica normocitica: reticolociti aumentati, aptoglobina molto ridotta, possibile iperbilirubinemia, frequente riscontro di qualche GR a falce sullo striscio di sangue. - DIAGNOSI CON ELETTROFORESI Hb 46

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