Sangue. Le Cellule del Sangue e la loro Origine

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1 Sangue Le Cellule del Sangue e la loro Origine

2 Sangue Connettivo specializzato Fluido viscoso Circola all interno del distretto vascolare Plasma Porzione liquida Globuli Rossi, Globuli Bianchi e Piastrine Porzione corpuscolata o figurata Peculiarità rispetto agli altri tessuti connettivi: - La matrice extracellulare è liquida e non è prodotta dalle cellule presenti nel sangue - Le cellule del sangue originano in distretti differenti e poi migrano nel sangue

3 Sangue: 8% del peso del corpo % in Volume (5 litri) Plasma (% in peso) Proteine 7% Albumina 58% Globuline 38% Composizione del sangue Plasma 55% Elementi Figurati 45% Acqua 91% Altri soluti 2% Elementi Figurati (x mm 3 ) Piastrine Fibrinogeno 4% Ioni Nutrienti Prodotti di Rifiuto Gas Sostanze regolatrici (ormoni) Globuli Bianchi Neutrofili 60-70% Linfociti 20-25% Globuli Rossi 4,2-6,2 milioni Monociti 3-8% Eosinofili 2-4% Basofili 0.5-1%

4 Sangue Funzioni principali: - trasporto di gas, nutrienti, cataboliti, cellule e ormoni - difesa (sistema immune) - regolare la temperatura - regolare il ph

5 Sangue Scambio del fluido con i tessuti è regolato dall equilibrio tra la pressione sanguigna e la pressione osmotica colloidale L apparato respiratorio e renale mantengono il ph del sangue regolando i livelli di CO 2 e H + /HCO 3 -

6 Plasma 55% del volume del sangue Acqua Ioni Proteine plasmatiche

7 Proteine del Plasma Albumina Prodotta dal Fegato, mantiene pressione osmotica colloidale e trasporta metaboliti liposolubili Globuline - e, prodotte dal Fegato, trasporto ioni metallici, lipidi e vitamine liposolubili, inibitori proteasi -, prodotte da plasmacellule, anticorpi della difesa immunitaria Proteine della coagulazione Prodotte dal Fegato Proteine del complemento Prodotte dal Fegato, difesa immnuitaria Lipoproteine plasmatiche - Trasportatori di lipidi nel sangue Chilomicromi: dall intestino al fegato Lipoproteine a densità molto bassa (VLDL) e Lipoproteine a bassa densità (LDL): dal fegato al resto del corpo Lipoproteine ad alta densità HDL: dal corpo al fegato

8 Cellule: Elementi Figurati Eritrociti (Globuli Rossi) 99% delle cellule Leucociti (Globuli Bianchi) Granulari Neutrofili, basofili, eosinofili Agranulari Piastrine Linfociti e Monociti Frammenti cellulari

9 Eritrociti (Globuli Rossi) 4-5 x 10 6 /mm 3 Piccoli Forma di disco biconcavo Anucleati (nucleo perso durante il differenziamento) Contengono: Emoglobina (10-30% del totale) ATP, lipidi, anidrasi carbonica Trasporto ossigeno dai polmoni ai tessuti ed anidride carbonica dai tessuti ai polmoni

10 Eritrociti

11 Eritrociti Emoglobina Grossa proteina tetramerica, composta da 4 catene che legano il gruppo Eme Trasportatore dei gas respiratori Ossiemoglobina, legata all ossigeno Carboemoglobina, legata alla CO 2 Trasporta anche ossido nitrico (NO), vasodilatatore 4 tipi di catene, Feto: HbF, Adulto: HbA 1, 96% del totale HbA 2,, 2% del totale HbF, restante 2%

12 Rimozione degli Eritrociti Emocateresi eritrocitaria Avviene nella milza o nel fegato Vita media = 120 giorni Attraversa l intero sistema circolatorio almeno volte Sferocita: eritrocita danneggiato (meno flessibile) da rimuovere

13 Anemia Minor numero di Eritrociti (minor ossigenazione) Dovuta a minore produzione, Emorragie, Lisi indotta da Infezioni, carenza di ferro Policitemia Maggior numero di Eritrociti (elevata viscosità) Dovuta a minore concentrazione di ossigeno (altitudine), tumore al midollo Eritrociti Anormali Dovuti a problemi osmotici, difetti genetici (geni emoglobina), difetti nei livelli di spettrina

14 Leucociti

15 Leucociti Sono le cellule bianche del sangue /mm 3 Non svolgono funzioni nel circolo, ma lo usano per spostarsi. Giungono a destinazione attraversando l endotelio dei vasi Funzione di difesa dell organismo da entità estranee e da cellule tumorali (risposta immune innata e adattativa), o per la rimozione delle cellule morte

16 Leucociti Si possono classificare in: Granulociti, granuli specifici nel citoplasma Neutrofili Basofili Eosinofili Agranulociti, non presentano granuli citoplasmatici Linfociti Monociti

17 Neutrofili Sono i leucociti più frequenti (60-70%) Principalmente attività fagocitica Aspetto: Nucleo Multilobato, 3-5 lobi Granuli citoplasmatici - Granuli azzurrofili (primari): Lisosomi Granuli specifici (secondari): Composti ad azione microbicida Granuli terziari: Gelatinasi e catepsine Corpo di Barr: Cromosoma X inattivo

18 Neutrofili Funzione Cellule molto mobili, sono le prime ad arrivare sul luogo dell infezione per provare a bloccare il patogeno Sono in grado di: - Migrare al luogo dell infezione - Riconoscere il patogeno - Fagocitarlo - Innescare la risposta infiammatoria

19 Migrazione - L infezione porta alla produzione di chemochine e citochine infiammatorie che attraggono i neutrofili e permettono all endotelio dei vasi di legarli facendo esprimere proteine di adesione (Selectine: legame debole, ICAM-1: legame forte) - Quindi i neutrofili secernono i granuli terziari per degradare la membrana basale e entrare nel connettivo

20 Riconoscimento dei patogeni e Fagocitosi - Giunti nel sito di infezione i neutrofili fagocitano il parassita Riconoscimento dei patogeni tramite Toll-like receptors Riconoscimento dei patogeni tramite anticorpicomplemento

21 Digestione di un batterio da parte di un neutrofilo - Infine digeriscono il patogeno utilizzando lisosomi e granuli specifici, e secernono leucotrieni innescando il processo infiammatorio Grossi granuli azzurrofili Lisosomi Piccoli granuli specifici lisozima, lattoferrina,

22 Basofili Sono i leucociti meno comuni, meno del 1% dei globuli bianchi Aspetto: Nucleo ad S, spesso mascherato dalla presenza di numerosi granuli citoplasmatici Granuli specifici: Sostanze che innescano l infiammazione. Granuli azzurrofili: Lisosomi

23 Funzione: Basofili Solo attività secretoria. Innescano l infiammazione (Se iperattivi portano a shock anafilattico, allergie) Hanno recettori di membrana per le IgE. Legame antigene alle IgE induce rilascio dei Granuli Specifici: Eparina previene la coagulazione del sangue nel sito di infezione Istamina provoca vasodilatazione, ma contrazione muscoli lisci (tra cui quelli dell apparato respiratorio) Leucotrieni hanno effetto simile ad istamina ma più lento e duraturo. Attirano linfociti e neutrofili. Interleuchina 4 stimola produzione di IgE da parte di cellule B (feedback positivo)

24 Eosinofili 2-4% di tutti i globuli bianchi Aspetto: Nucleo bilobato a forma di occhiale Granuli specifici Parte interna, più elettrondensa: Sostanze ad azione microbicida Parte esterna, meno elettrondensa Sostanze ad azione degradativa Granuli azzurrofili lisosomi

25 Funzione: Eosinofili Cellule sia secretorie che fagocitiche. Contribuiscono a terminare l infiammazione. Hanno recettori di membrana per le IgE. Funzione dei granuli specifici: Sostanze microbicide rilasciate all esterno: proteina basica maggiore e proteina cationica eosinofila, causano buchi nella parete e morte del parassita. Sostanze degradative lisosomali: Fosfolipasi, ribonucleasi, catepsine, per la digestione dei complessi antigene-anticorpo fagocitati - Richiamati nel sito di infezione da leucotrieni e istamina rilasciate da neutrofili e basofili - Svolgono azione anti-infiammatoria tramite rilascio di segnali inibitori.

26 Monociti Le cellule più grandi del sangue 3-8% di tutti i globuli bianchi. Rimangono in circolo solo pochi giorni, poi migrano nel connettivo. Aspetto: Nucleo grande, eccentrico, forma a ferro di cavallo o fagiolo. - Citoplasma con granuli azzurrofili e molti vacuoli

27 Funzione: Monociti Dopo aver lasciato il circolo si trasformano in: 1) Macrofagi: Sono fagociti molto efficienti, eliminano patogeni e cellule morte o danneggiate (es.: eritrociti) Secernono citochine che attivano la risposta infiammatoria, stimolando la proliferazione e la maturazione di cellule dell immunità adattativa 2) Cellule dendritiche - Fagocitano antigeni ed espongono epitopi antigenici alle cellule immunocompetenti (cellule T)

28 Antigen Presenting Cells (APC) Circolanti (macrofagi e cellule dendritiche) Residenti (es: Microglia, Kupffer, Langerhans) Pelle Langerhans Cervello Microglia Polmone Macrofagi alveolari Fegato Kupffer Milza Macrofagi Rene Fagociti Sangue Monociti Linfonodi Macrofagi Precursori nel midollo Articolazioni Cellule sinoviali

29 APC caricano gli antigeni sul MHC Importano antigeni Fagocitosi Digeriscono antigeni Enzimi specializzati in vescicole specializzate Espongono antigeni MHC Antigeni vengono posizionati in membrana con MHC: Complesso maggiore di istocompatibilità MHC Antigeni vengono riconosciuti dai linfociti T

30 Complesso maggiore di istocompatibilità (MHC) Proteine di membrana che espongono antigeni estranei Sono codificate dai geni più polimorfici del nostro genoma MHC I Espresso da tutte le cellule somatiche, Presenta antigeni intracellulari Riconosciuto da linfociti T- citotossici (CD8+) MHC II Espresso da Antigen Presenting Cells (APC s) professionali Presentano antigeni esterni endocitati Riconosciuto dai linfociti T- helper (CD4+)

31 Linfociti 20-25% di tutti i globuli bianchi Aspetto: Nucleo tondo, grande ed eccentrico Citoplasma scarso, Diversi tipi che non si distinguono morfologicamente ma solo tramite marcatori molecolari Linfociti B (15%) Linfociti T (80%) Natural Killer (NK, 5%)

32 Funzione dei Linfociti Riconoscimento specifico di antigeni estranei (risposta adattativa) Riconosciuto l antigene migrano nei linfonodi e nella milza, dove formano cloni di cellule identiche con due caratteristiche Cellule effettrici, linfociti immunocompetenti tornano in circolo Cellule con memoria, non partecipano alla risposta immunitaria, ma rimangono pronte a rispondere se si ripresenta quell antigene

33 Linfociti B Risposta immunitaria umorale (tramite anticorpi) Differenziano in Plasmacellule per produrre anticorpi Linfociti T Risposta immunitaria mediata da cellule (tramite TCR) T Citotossici: uccisione cellule estranee o infette T Helper: stimolano T citotossici e linfociti B T Regolatorie: soppressione della risposta immunitaria Natural Killer Sono in grado di uccidere le cellule estranee o cancerogene. Pur simili alle cellule T non hanno il TCR

34 Anticorpi Prodotti dalle plasmacellulle Presentano due catene pesanti e due catene leggere La regione variabile (formata da ambedue le catene) riconosce l antigene mentre la regione la costante della catena pesante interagisce con i recettori espressi dalle cellule fagocitiche Diverse classi di Anticorpi: Originano da differenze nella Regione Costante (IgD, IgM, IgG, IgA, IgE)

35 Come possiamo produrre anticorpi contro ogni possibile antigene?

36 Linfociti T: Riconoscimento tramite TCR T citotossico riconosce complesso antigene-mhc I ed uccide la cellula infettata Linfociti citotossici (CD8+) TCR: Recettore delle cellule T, permette il legame degli antigeni legati dagli MHC T helper (Th1) riconosce il complesso antigene-mhc II ed attiva macrofagi e linfociti citotossici CD8+ T helper (Th2) riconosce complesso antigene-mhc II ed attiva il linfocita B Linfociti helper (CD4+)

37 Immunità adattativa

38 Piastrine /mm µm di Ø, forma discoidale, Presentano molti organelli ma prive di nucleo Residui cellulari derivanti dalla frammentazione del citoplasma dei megacariociti nel midollo Fondamentali per la coagulazione

39 Piastrine Ricco glicocalice Regione periferica chiara detta Ialomero Regione centrale detta Granulomero Sistema tubulare denso e Sistema tubulare aperto

40 Piastrine Granuli Granuli alfa Fibrinogeno, PDGF, Tromboplastina, trombospondina (Aggregazione e coagulazione) Granuli delta Calcio, ADP, ATP, serotonina (Aggregazione e vasocostrizione) Granuli lambda Enzimi idrolitici, (dissoluzione del coagulo)

41 Coagulazione Formazione di un coagulo sanguigno: un ammasso gelatinoso costituito da un reticolo di fibrina che intrappola le piastrine per occludere il sito di rottura del vaso La Fibrina si genera attraverso il taglio del precursore inattivo (fibrinogeno) Il sistema è attivato dai fattori della coagulazione: Fattori che si attivano a cascata, fino ad arrivare all attivazione della trombina che taglia il fibrinogeno Emostasi primaria: Aggregato di piastrine Emostasi Secondaria: Rete di fibrina stabilizza l aggregato di piastrine

42 Piastrine e Coagulazione L endotelio danneggiato rilascia il Fattore di Von Willebrand e la Tromboplastina Tissutale e cessa la produzione inibitori della coagulazione - EMOSTASI PRIMARIA: In presenza del Fattore di Von Willebrand, le piastrine aderiscono al collagene subendoteliale, e le une alle altre, rilasciando il contenuto dei granuli (Tromboplastina Piastrinica, Trombospondina, Serotonina) e inducono vasocostrizione - EMOSTASI SECONDARIA: Le Tromboplastine e il fattore XII (la cui attività è indotta a contatto con il collagene esposto) permettono l attivazione dei fattori di coagulazione e la formazione della fibrina

43 Rimozione del coagulo: Fibrinolisi Una volta riparato il vaso, le cellule endoteliali rilasciano l attivatore del plasminogeno, che trasformano il plasminogeno in plasmina, una proteasi in grado di degradare la fibrina e lisare il coagulo A questa fase partecipano anche i granuli l delle piastrine