Introdução. Plasma. Função do plasma: Transporte de gases, nutrientes, produtos metabólicos de excreção, células e hormonas por todo o corpo.

Transcrição

1 Rita Luz 2004/2005 Sangue e Hematopoiese Introdução O sangue é um tecido conjuntivo especializado constituido por células e plasma. Estes componentes podem ser separados por centrifugação de sangue com anti-coagulante: Eritrócitos: constituem 45% do sedimentado (hematócrito) Leucócitos e plaquetas: constituem a camada leucocitária depositada acima dos eritrócitos. Plasma: porção sobrenadante trasnlúcida Plasma Constituição do plasma Água Electrólitos e iões Hormonas Lipidos Vitaminas Proteínas plasmáticas (3 tipos principais): 1. Albuminas: mais abundantes; são proteínas de transporte 2. Globulinas (alfa, beta e gama): incluem anticorpos e certas proteínas responsáveis pelo transporte de lípidos e de alguns iões de metais pesados 3. Fibrinogénio: proteína solúvel que se polimeriza para formar a proteína insolúvel fibrina, durante a coagulação sanguínea Nota: quando o sangue é removido da circulação o fibrinogénio vai ficar activado gerando a fibrina, proteína que forma redes onde ficam retidos os elementos figurados formando o coágulo. Ao remover-se o coágulo obtém-se um líquido amarelado - soro. As proteínas plasmáticas exercem uma pressão osmótica dentro do sistema circulatório que ajuda a regular a troca da solução aquosa entre o plasma e o líquido extracelular. Função do plasma: Transporte de gases, nutrientes, produtos metabólicos de excreção, células e hormonas por todo o corpo. Baseado em: Histologia e Biologia Celular de A. Kierszenbaum (capitulo 6) Wheater Histologia Funcional de B. Young e J.W. Heath (capitulo 3)

2 Eritrócitos São glóbulos anucleados, com forma bicôncava e com diâmetro normal de 7,5µm. São constituidos por: Membrana plasmática Citosqueleto Hemoglobina Enzimas glicolíticas A forma bicôncava dos eritrócitos é determinada por: Citosqueleto Conteúdo em H2O (relacionado com a concentração de iões inorgâncios dentro da célula). A membrana plasmática é composta por uma dupla camada lipídica e proteínas de membrana É a forma de disco bicôncavo, juntamente com a fluidez da membrana plasmática, que permite a deformabilidade do eritrócito que lhe permite conseguir passar nos capilares de menor diâmetro (3-4 µm) Imediatamente abaixo da membrana há uma rede de proteínas formando um citosqueleto, ancorado à membrana por diversas proteínas. A principal proteína esquelética é a espectrina. São as células sanguíneas mais numerosas encontrando-se em número de 4,1 a 6 milhões/µl no homem e 3,9 a 5,5 milhões/µl na mulher. Têm como função principal o transporte de oxigénio e CO2, para a qual contribui o facto de conterem elevadas quantidades de hemoglobina (Hb), proteína acidófila/básica. Durante o processo de maturação: perde o núcleo (antes de serem libertados no sangue) todos os organelos citoplasmáticos degeneram são sintetizadas grandes quantidades do pigmento respiratório hemoglobina Reticulócitos: São a forma imatura na qual os eritrócitos são libertados na circulação a partir da medula óssea. Ainda contêm mitocôndrias, ribossomas e elementos de Golgi suficientes para completar o citosqueleto e os 20% remanescentes da síntese da hemoglobina. São ligeiramente maiores que os eritrócitos maduros. A densidade citoplasmática é menor, devido à menor concentração de hemoglobina. A maturação final em eritrócitos ocorre dentro de 24 a 48 horas após a libertação. A taxa de libertação de reticulócitos geralmente é igual à taxa de remoção dos eritrócitos gastos pelo baço e fígado. Página 2 de 20

3 Como o tempo de vida dos eritrócitos circulantes é de 120 dias, os reticulócitos constituem um pouco menos de 1% dos eritrócitos em circulação. Quando ocorre uma deplecção grave de eritrócitos (como após hemorragia ou hemólise) a taxa de produção de eritrócitos na medula óssea aumenta e a proporção dos reticulócitos no sangue circulante eleva-se (reticulocitose). Assim, a contagem dos reticulócitos fornece uma medida conveniente da formação dos eritrócitos na medula óssea. O tempo de vida de um eritrócito é em média 120 dias e é regido em parte pela sua capacidade de manter a forma bicôncava. Sem os organelos apropriados, os eritrócitos são incapazes de substituir as enzimas e as proteínas em deterioração da membrana, o que leva a uma capacidade diminuída de bombear iões de Na + para fora da célula, de captar água e de assumir a forma bicôncava. Essas células são removidas da circulação por fagocitose ou destruidos por hemólise no baço. Metabolismo do eritrócito: A fixação, o transporte e a entrega do oxigénio pela hemoglobina não são dependentes do metabolismo do eritrócito. Os eritrócitos utilizam energia na: manutenção dos gradientes electrolíticos normais através da membrana plasmática manutenção dos átomos de ferro da hemoglobina na forma divalente manutenção dos grupos sulfidrilos das enzimas dos eritrócitos e da hemoglobina na forma activa, reduzida. A energia necessária a esse processo é derivada do metabolismo anaeróbio da glicose, uma vez que a ausência de mitocôndrias exclui a produção de energia aeróbica. As células coram de rosa (eosinófilas/acidófilas) devido ao seu alto conteúdo em hemoglobina (proteína básica). A coloração pálida da região central do eritrócito é o resultado da sua forma de disco bicôncavo. A alta densidade electrónica dos eritrócitos deve-se aos átomos de ferro da hemoglobina. Página 3 de 20

4 Leucócitos São células cujo citoplasma é pouco corável com qualquer tipo de mistura cromática e apresentam grânulos azurófilos inespecíficos ou primários. Alguns deles apresentam também grânulos específicos ou secundários. O seu número varia com a idade, sexo e condições fisiológicas. No adulto normal é de 6000 a 10000/µl. Têm como função geral a defesa humoral e tecidular e podem migrar através da parede dos capilares. Todos os leucócitos exibem movimentos ameboides, que lhes permitem migrar para dentro e para fora (diapedese) do sistema circulatório e pelos tecidos Há 5 tipos de leucócitos (neutrófilos, eosinófilos, basófilos, linfócitos e monócitos) dividos em 2 grupos principais com base na sua forma nuclear e nos grânulos citoplasmáticos. Granulócitos Agranulócitos neutrófilos eosinófilos basófilos linfócitos monócitos Página 4 de 20

5 Granulócitos Apresentam grânulos azurófilos e específicos ou secundários São células fagociticas com núcleo multilobulados e polimorfos. Distinguem-se, quanto à afinidade para os corantes, em neutrófilos, eosinófilos e basófilos. 1. Neutrófilos: São o tipo mais comum de leucócitos no sangue: perfazem 60 a 70 % do número total de leucócitos do adulto. Têm 12 a 15µm de diâmetro. Têm vida média de 6 a 7 horas e podem viver até 4 dias no tecido conjuntivo. Os neutrófilo têm núcleos altamente lobulados: Neutrófilos maduros: núcleo com 2 a 5 lóbulos reunidos por pontes de cromatina. Neutrófilos menos maduros: núcleo geralmente não é tão lobulado. Contém um número considerável de grânulos limitados por membrana: Grânulos primários: São os primeiros grânulos a aparecer durante a diferenciação dos neutrófilos. São grânulos de cor púrpura: grânulos azurófilos. São grandes lisossomas. Contêm as hidrolases ácidas usuais lisossómicas mas também alguns agentes microbicidas, inclusive a mieloperoxidase (esta é usada como marcador para os grânulos primários) Grânulos secundários: São os grânulos mais numerosos no citoplasma. São muito menores que os grânulos primários. Forma de bastão, geralmente. São específicos dos neutrófilos (fosfatase alcalina, colagenase, lactoferrina, lisozima). Usa-se a fosfatase alcalina como marcador histoquímico para estes grânulos específicos dos neutrófilos. A actividade enzimática é indicada por um depósito granular castanho no citoplasma do neutrófilo (e é menor nos menos maduros). Contêm e secretam substâncias envolvidas na resposta inflamatória aguda, como mediadores inflamatórios e activadores do complemento. Essas substâncias são libertadas no espaço extracelular durante a inflamação. Grânulos terciários: Mais difíceis de identificar. Contêm enzimas que são libertadas no espaço extracelular, inclusivé a gelatinase (degrada o colagéneo lesado). Inserem moléculas de aderência nas membranas celulares, desse modo possivelmente facilitando a fagocitose. Página 5 de 20

6 Metabolismo: Glicólise anaeróbia (demonstrada pela pobreza em mitocôndrias e a abundância de glicogénio), o que permite a sobrevivência em meios pouco oxigenados dos tecidos lesados Via das fosfopentoses gera oxidantes microbicidas. Reduzida síntese proteíca (demonstrada pela cromatina condensada e poucos organitos), logo tem uma capacidade muito limitada de regenerar as enzimas lisossómicas. O neutrófilo é incapaz de actividade contínua e degenera após um único surto de actividade. Os neutrófilos exibem motilidade e a intensa actividade fagocitária, caracteristicas reflectidas no grande conteúdo de proteínas contrácteis (actina, miosina, tubulina e proteínas associadas aos microtúbulos). A migração é assegurada pela presença de L-selectina e integrinas com afinidade para ligantes da células endotelial como as moléculas de adesão intercelular 1 e 2 (ICAM-1 e -2) Função: eliminação de bactérias e outros microorganismos invasores, destruição de tecido lesado. Os neutrófilos na circulação são atraídos pela presença de microorganismos este processo é mediado por quimiotaxinas libertados pelo tecido lesado e gerados pela interacção dos anticorpos com os antigénios na superfície dos microorganismo. A opsonização (revestimento dos organismos com os anticorpos e o complemento) acentua a actividade fagocitária dos neutrófilos O microoganismo é circundado por pseudópodes que depois se unem para englobá-lo completamente numa vesícula endocitária: fagossoma. O fagossoma funde-se com grânulos citoplasmáticos, em particular com grânulos primários, que descarregem o seu conteúdo, expondo o organismo a uma mistura potente de enzimas lisossómicas. A morte é muito acentuada pela produção de peróxido de hidrogénio e superóxido, por meio da redução enzimática do oxigénio. Um efeito secundário dessa grande capacidade destrutiva é a lesão considerável dos tecidos circundantes no caso de vazamento do conteúdo dos grânulos para dentro do ambiente extracelular. Um precursor importante na descarga dos grânulos é um fenómeno conhecido como estimulação do neutrófilo. Esta envolve a fixação da fracção C5a do complemento a uma proporção significativa dos receptores na membrana plasmática do neutrófilo. C5a induz a quimiotaxia, a desgranulação e a produção de peróxido de hidrogénio e de superóxido. Nos neutrófilos femininos, o cromossoma X condensado (corpúsculo de Barr), existe sob a forma de um pequeno apêndice (em formato de baqueta de tambor) num dos lóbulos nucleares. Página 6 de 20

7 2. Eosinófilos Constituem 2 a 4% dos leucócitos séricos. Números acentuados de eosinófilos circulantes (eosinofilia) são encontrados em doenças parasitárias e alguns distúrbios alérgicos. O seu número é maior pela manhã e são menos numerosos à tarde. Têm 12 a 15µm de diâmetro (maior que o neutrófilo). Apresentam um núcleo bilobulado (a maioria). Localização: Permanecem na medula óssea por vários dias após a sua produção. Depois circulam por cerca de 3-8 horas. A maioria entra na pele, nas mucosas pulmonares e gastrointestinais, de onde podem migrar para dentro das secreções O destino e o tempo de vida dos eosinófilos não são conhecidos. Contém grânulos específicos: Os grânulos específicos são fixados à membrana, de tamanho uniforme e forma ovoide. Cada um deles contendo um cristaloide constituído por uma proteína muito alcalina proteína básica principal ( major basic protein ), por outras proteínas básicas, proteína catiónica de eosinófilo, enzimas hidrolíticas lisossómicas (aryl-sulfatase, β- glucuronidase, catepsina, fosfolipase, RNAase, elastase) e mieloperoxidase. Grânulos menores também estão presentes nos eosinófilos maduros e contêm aryl-sulfatase e fosfatase ácida (a concentração da primeira é 8 vezes maior nos eosinófilos que em outros leucócitos e parece ser secretada independentemente da fagocitose e da desgranulação). Os grânulos específicos (com teor alcalino) coram de vermelho brilhante pela eosina e em vermelho-tijolo pelos métodos de Romanowsky. A matriz contém uma variedade de enzimas hidrolíticas, inclusivé a histaminase. Funções: Eliminação de parasitas (devido à presença de receptores para a IgE) através da libertação do conteúdo dos grânulos para dentro do ambiente externo e não por fagocitose. Fagocitose normal Migração mediada por quimiotaxia em resposta a produtos bacterianos e do complemento, mas principalmente por substâncias libertadas pelos basófilos e mastócitos, sobretudo histamina e o factor quimiotático eosinofílico da anafilaxia (ECF-A), bem como por linfócitos activados. Destruição de complexos antigénio-anticorpo Limitação e circunscrição de processos inflamatórios Os eosinófilos podem ter um papel na melhoria de certos aspectos das reacções de hipersensibilidade à medida que neutralizam a histamina e também produzem um factor chamado inibidor derivado do eosinófilo, que se acredita inibir a desgranulação dos mastócitos. O SRS-A, uma substância vasoactiva produzida pelos basófilos e mastócitos, é inibido pelos eosinófilos activados. Página 7 de 20

8 3. Basófilos: Constituem menos de 1% dos leucócitos séricos. Têm 10 a 15µm de diâmetro (tem um tamanho intermédio entre o do neutrófilo e o do eosinófilo). Núcleo mais homogéneo que os outros granulócitos e bilobulado. Citoplasma contém ribossomas livres, mitocôndrias e glicogénio. Caracterizados por grandes grânulos citoplasmáticos muito basófilos (azul escuro), que os distinguem dos outros São em menor número que os dos eosinófilos. São maiores e em menor número que os dos mastócitos. São muito solúveis em água e tendem a ser diluidos nas preparações comuns dos esfregaços de sangue, aumentando assim a dificuldade de se identificarem os basófilos nos esfregaços. Quando corados pelo azul de toluidina, um corante básico, os grânulos fixam o corante, que muda de cor para o vermelho (metacromasia). Os grânulos citoplasmáticos dos basófilos e dos mastócitos contêm proteoglicanos constituídos por glicosaminoglicanos ligados a um cerne proteico, o que explica a metacromasia. Os proteoglicanos que constituem os grânulos são uma mistura variável de heparina e condroitino-sulfato. Contêm histamina, calicreína, a substância de reacção lenta da anfilaxia (SRS-A) e o factor quimiotático eosinófilo da anafilaxia (ECF-A). Compartilham muitas semelhanças estruturais e funcionais com os mastócitos teciduais. Os basófilos são os precursores dos mastócitos a caminho dos tecidos periféricos. A diferença entre os 2 tipos celulares é que os mastócitos são maiores que os basófilos, contendo serotonina e 5-hidroxitriptamina que e libertada extra-celularmente, ao contrário dos basófilos. O seu tempo de vida é desconhecido. Função: Participação nos processos alérgicos (possuem receptores para as IgE) Resposta imunológica a certos parasitas. A exposição ao alergénio resulta num antigénio a formar pontes entre moléculas de IgE adjacentes, o que deflagra a exocitose rápida dos conteúdos dos grânulos (desgranulação). A libertação de histamina e outros mediadores vasoactivos é, portanto, responsável pela chamada reacção imediata da hipersensibilidade (anafilactoide), característica da rinite alérgina (febre do feno), de algumas formas de asma, de urticária e do choque anafilático. No entanto, há outros estímulos independentes da IgE para a desgranulação dos mastócitos. Os basófilos também podem constituir algumas das células infiltrantes na dermatite alérgica e na rejeição dos aloenxertos de pele, fenómeno conhecido por hipersensibilidade basófila cutânea (hipersensibilidade tardia) Página 8 de 20

9 Agranulócitos Não apresentam granulações específicas, apenas os grânulos lisossomais (inespecificos) O núcleo é redondo ou reniforme, não lobulado. São altamente fagocitários, destruindo microorganismos, detritos celulares e partículas. Essa actividade pode ser acentuada e dirigida por respostas imunes a agentes estranhos específicos São subdivisíveis em linfócitos e monócitos. 1. Linfócitos Perfazem 20 a 30% do número total de leucócitos (2º tipo mais comum de leucócitos no sangue) As infecções virais tendem a excitar uma resposta linfocitária e um aumento do número e da proporção dos linfócitos na circulação periférica (linfocitose). São esféricos. Têm 6 a 10µm de diâmetro (são os leucócitos menores) Núcleo redondo, densamente corado. Citoplasma relativamente pequeno, pálido basófilo (muitos ribossomas livres) e não-granular. A quantidade de citoplasma depende do estado de actividade do linfócito. No sangue circulante há uma predominância de linfócitos inactivos pequenos (6-9µm diâmetro). Os linfócitos pequenos apresentam núcleos esféricos, por vezes com incisuras e o seu citoplasma é ligeiramente basófilo e pode conter grânulos azurófilos. Os linfócitos grandes (9-15µm diâmetro) constituem cerca de 3% dos linfócitos no sangue periférico. Os linfócitos grandes representam linfócitos B activados a caminho dos tecidos, onde se transformarão em plasmócitos secretores de anticorpos; e os linfócitos NK. Os linfócitos desempenham sempre o papel-chave em todas as respostas imunes e, em contraste com os outros leucócitos, a sua actividade é sempre dirigida contra agentes estranhos específicos. O sangue fornece o meio no qual os linfócitos circulam entre os vários tecidos linfoides e todos os outros tecidos do corpo. A maioria dos linfócitos na circulação encontra-se num estado metabólico e funcional relativamente inactivo. Podem distinguir-se: quanto ao tamanho: pequenos, médios e grandes; quanto à origem: Linfócitos B de origem medular, participam na imunidade humoral. Linfócitos T de origem timica, participam nas respostas imunitárias mediadas por células. As células NK - "natural killer" - são em número reduzido e podem apresentar-se como linfócitos de maiores dimensões. Página 9 de 20

10 2. Monócitos: Contabilizam 3 a 10% dos leucócitos séricos. Têm diâmetro entre 12 e 20µm (são os leucócitos maiores). Núcleo tem forma é variável (geralmente oval) com chanfraduras ou reniforme. Localiza-se excêntricamente e cora menos intensamente que o dos outros leucócitos. Citoplasma é basófilo (cora em azul-acinzentado pálido pelos métodos de Romanowsky) e contém numerosos grânulos lisossómicos pequenos de 2 tipos: Lisossomas primários: contém fosfatase ácida, arilsulfatase e peroxidase. São análogos aos grânulos primários dos neutrófilos O conteúdo do outro tipo de grânulos não é conhecido. Ao contrário dos neutrófilos, os monócitos são capazes de actividade lisossómica contínua e de regeneração que utiliza vias metabólicas aeróbicas e anaeróbicas, dependendo da disponibilidade de oxigénio nos tecidos. São células altamente móveis e fagocitárias e são os precursores dos macrófagos, grandes células fagocitárias de vários tipos encontradas nos tecidos periféricos e nos orgãos linfoides. Sistema monócito-macrófago (sistema fagocitário mononuclear): É constituído pelos monócitos circulantes, pelos seus precursores da medula óssea e pelos macrófagos teciduais (tanto livres como fixados). Incluídos nesse sistema estão: células de Kupffer (fígado) microglia (SNC) células de Langerhans (pele) células apresentadoras de antigénio (orgãos linfoides) osteoclastos (osso) Podem-se formar células gigantes multinucleadas pela fusão de macrófagos ou pela duplicação nuclear. Função: Os monócitos parecem ter pouca função no sangue circulante. Respondem à presença de material necrótico, aos microorganismos invasores e à inflamação, migrando para dentro dos tecidos e diferenciando-se em macrófagos. Com a sua grande capacidade de fagocitose e o abundante conteúdo de enzimas hidrolíticas, os macrófagos envolvem e destroem os detritos dos tecidos e material estranho, como parte do processo de cura e de restauração da função normal. Algumas destas funções formam parte integrante dos mecanismos imunológico. Página 10 de 20

11 Plaquetas São fragmentos celulares anucleados derivados de megacariócitos, sob o controlo da trombopoietina (sintetizada no rim e figado) Os megacariócitos desenvolvem projecções citoplasmáticas que originam as pró-plaquetas, que se fragmentam em plaquetas. As plaquetas ligam-se e degradam a trombopoietina, um mecanismo que regula a produção de plaquetas. Forma de disco biconvexo ou oval. 2 a 4µm de diâmetro. São normalmente em número de a /µl de sangue periférico. Citoplasma: Aparência granular. Corado em púrpura, devido aos numerosos organitos que estão concentrados no centro da célula (granulómero) O citoplasma periférico (hialómero) cora pouco. Grânulos: constituem cerca de 20% do volume das plaquetas. São de 4 tipos: Grânulos α: Variáveis no tamanho e forma. Contêm 2 proteínas exclusivas das plaquetas: factor 4 plaquetário (regula a permeabilidade vascular, a mobilização do cálcio a partir do osso, a quimiotaxia dos monócitos e dos neutrófilos); tromboglobulina β (função desconhecida, mas o nível sérico é usado para monitorizar a activação plaquetária) Contêm factores de coagulação: fibrinogénio, factor V, factor VII/factor de von Willebrand. Contêm outras proteínas: fibronectina, trombospondina, factor de crescimento derivado das plaquetas (podem estar envolvidos no reparo dos vasos sanguíneos lesados). Contêm outros factores de crescimento. Grânulos densos: Parecem conter serotonina. Lisossomas: Contêm enzimas lisossómicas. Microperoxisomas: São pouco numerosos. Têm actividade de peroxidase, provavelmente catalase. Membrana plasmática: tem 3 características únicas, relacionadas com a aderência a superfícies de vasos sanguíneos estranhos ou alterados: Capacidade de formar pontes fibrilhares entre uma plaqueta e outra. Glicocálice muito espesso e filamentoso, rico em mucopolissacáridos ácidos, confere substância às pontes fibrilhares. Página 11 de 20

12 Há o dobro das proteínas de membrana expostas ao ambiente externo em relação às proteínas voltadas para a superfície interna (é o inverso do que se passa em todas as outras células; é como se a face interna da membrana estivesse voltada para fora). Citosqueleto: Bem desenvolvido. Abaixo da periferia celular há uma faixa marginal de microtúbulos que se despolimerizam no início da agregação plaquetária. O citoplasma é rico em proteínas contrácteis (actina e miosina) e outros elementos filamentosos, todos provavelmente envolvidos nas funções de retracção do coágulo e na extrusão do conteúdo dos grânulos. Localizado profundamente à faixa marginal de microtúbulos e também espalhado por todo o citoplasma está o sistema tubular denso (DTS), constituído por túbulos membranosos que contêm uma substância homogénea que, por sua vez, contem uma isoenzima da peroxidase, que é específica das plaquetas. As plaquetas contêm um sistema de canais interconectados que está em continuidade com o ambiente externo por meio de fossetas externas, estanto a superfície citoplasmática dessas membranas associada a elementos do citosqueleto. A função desse sistema canalicular de membrana não é compreendida, mas pode estar envolvida na secreção do conteúdo dos grânulos α. Função: Formam tampões para ocluir os sítios de lesão vascular, aderindo ao colagéneo nas margens da lesão. Mais tarde, o tampão de plaquetas é substituido por fibrina. Promovem a formação dos coágulos, fornecendo uma superfície para a montagem dos complexos proteicos da coagulação que são responsáveis pela geração da trombina. Secretam factores que estão envolvidos no reparo vascular. Página 12 de 20

13 Medula Óssea A medula óssea é constituída por uma rede de seios vasculares e fibroblastos altamente ramificados, com os interstícios abarrotados de células hemopoiéticas. A medula óssea localiza-se no canal medular dos ossos longos e nas cavidades intertrabeculares dos ossos esponjosos. Funções da medula óssea: 1. hematopoiese 2. armazenamento de ferro 3. remoção de eritrócitos senescentes 4. diferenciação dos linfócitos B 5. secreção de anticorpo por plasmócitos Distinguem-se dois tipos de medula óssea: 1. Vermelha: devido à presença de sangue e de células hematopoiéticas. 2. Amarela: devido à acumulação de lípidos com o envelhecimento, nas células reticulares que se transformam em adipócitos, promovendo uma diminuição da função hematopoiética. Em termos histológicos distinguem-se estroma e parênquima. 1. O estroma compreende vários tipos celulares: Fibroblastos Células reticulares com prolongamentos citoplasmáticos Macrófagos implicados na fagocitose de detritos celulares Adipócitos fornecem uma fonte de energia local Matriz extracelular com colagénio I e III, fibronectina, laminina e proteoglicanos, à qual podem estar associados factores de crescimento. 2. O parênquima (= compartimento celular hematopoiético) é constituido pelas células hematopoiéticas, sendo suportado por uma rede formada pela matriz e pelos prolongamentos citoplasmáticos das células reticulares. A medula óssea activa tem um sistema de sinusóides sanguíneos derivados da artéria nutritiva, que drena em direção à veia central. Os seios da medula óssea são de endotélio do tipo contínuo, mas com uma membrana basal subjacente descontínua. As células endoteliais dos seios são activas na endocitose e provavelmente controlam a passagem de todo o material Em alguns lugares, o citoplasma endotelial é tão delgado que a barreira endotelial é pouco mais que as camadas interna e externa da membrana plasmática, e esses sítios podem fornecer a rota de saída das células sanguíneas maduras por migração transendotelial activa. As células hematopoiéticas imaturas não têm capacidade de migração transendotelial e são retidas nos espaços extracelulares pelas células endotelais. Num esfregaço de medula óssea em que as celulas nucleadas dos eritrócitos em desenvolvimento e as linhagens celulares de leucócitos constituem uma proporção considerável, comparando com os esfregaços de sangue periférico. Página 13 de 20

14 Hematopoiese Hematopoiese: processo de diferenciação através do qual uma célula estaminal totipotente origina as diferentes células do sangue periférico. Local de hematopoiese No ser humano adulto, a hemopoiese ocorre na medula óssea sobretudo do crânio, das costelas, do esterno, da coluna vertebral, da pelvis e das epífises dos fémures. Antes da maturidade, no entanto, a hemopoiese ocorre noutros sítios em diferentes estágios do desenvolvimento: 1º Trimestre de gestação: saco vitelino, em ilhotas hematopoiéticas derivadas de hemangioblastos (progenitores de células hematopoiéticas e endoteliais) 2º Trimestre de gestação: figado e baço 7ª mês de vida intra-uterina: medula óssea, devido ao desenvolvimento dos ossos durante o 4º e o 5º mês da vida intrauterina Ao nascimento, a hemopoiese é quase exclusiva da medula óssea, apesar de o fígado e o baço poderem retomar a actividade em tempos de necessidade. Do nascimento à maturidade, o número de sítios activos da hemopoiese na medula óssea diminui, apesar de toda a medula óssea ter o potencial hemopoiético. Populações celulares hematopoiéticas A medula óssea é constituida por 3 populações principais: 1. Células-fonte 2. Células progenitoras comprometidas 3. Células em amadurecimento A célula-fonte, em cada divisão mitótica, origina uma célula parcialmente diferenciada e outra estaminal (auto-renovação), mantendo uma população estável de células estaminais. As células-fonte representam 0,05% da população de células hematopoiéticas, não sendo identificável pela sua morfologia mas sim por marcadores de superficie (c-kit e Thy-1) Originam, num primeiro passo de diferenciação, células multipotentes; estas diferenciam-se depois em células progenitoras comprometidas (CD34+) que seguem a linhagem linfóide ou mielóide. 5 unidades formadoras de colónias (CFU) derivam do progenitor mieloide: 1. CFU de eritróide eritrócitos 2. CFU de megacariócito plaquetas 3. CFU de basófilo basófilo 4. CFU de eosinófilo eosinófilo 5. CFU de granulócito-macrófago monócitos e neutrófilos Página 14 de 20

15 Através de um processo de diferenciação em que ocorre aumento da condensação de cromatina e desaparecimento dos nucléolos e da capacidade mitótica, obtém-se uma célula madura, isto é, que não se divide e apresenta capacidade total para desempenhar as suas funções. Factores de crescimento hematopoiético Os factores de crescimento hematopoiético controlam as fases proliferativas e de maturaçao da hematopoiése Podem ampliar a vida média e a função de células produzidas na medula óssea Factores de crescimento hematopoiético (= citocinas hematopoiéticas) são glicoproteínas produzidas na medula óssea pelas células endoteliais, células reticulares, fibroblastos, adipócitos, linfócitos em desenvolvimento e macrófagos. 3 grupos principais: 1. Factores estimuladores de colónia: produzidos por leucócitos, afectando outros (mecanismo parácrino) ou os próprios (mecanismo autócrino) 2. Eritropoietina 3. Trompoietina Página 15 de 20

16 Linhagem mielóide 1. Eritropoiese A eritropoiese inclui a seguinte sequência: 1. pro-eritroblastos 2. eritroblastos basófilo 3. eritroblastos policromático 4. eritroblastos ortocromático 5. reticulócito 6. eritrócito O pró-eritroblasto é célula grande com numerosos organitos citoplasmáticas (basofilia) e nenhuma hemoglobina. Os estágios adicionais da diferenciação são caracterizados por três aspectos principais: 1. diminuição do volume celular 2. desaparecimento de mitocôndrias e polirribossomas - basofilia 3. acumulação de hemoglobina 4. eosinofilia crescente do citoplasma 5. expulsão do núcleo. A síntese da hemoglobina começa durante o estágio de eritroblasto basófilo e completa-se ao final do estágio de reticulócito. A divisão celular cessa no estágio de eritroblasto basófilo, após o núcleo ser extruído no estágio de eritroblasto ortocromático. O estágio de eritroblasto basófilo também marca o início da perda progressiva das organitos citoplasmáticas, e apenas remanescentes destas estão presentes no estágio de reticulócito. Esse processo, acompanhado pela síntese progressiva da hemoglobina, é representado morfologicamente pela transição da basofilia para a policromasia até a eosinofilia (ortocromasia) do eritrócito maduro. No estágio de eritroblasto policromático o núcleo é condensado e é acompanhado de vários pequenos fragmentos corpos de Howell-Jolly. O processo da eritropoiese demora cerca de 1 semana. A ilhota eritroblástica é a unidade da eritropoiese dentro da medula óssea e é constituída por um ou dois macrófagos circundados por células progenitoras dos eritrócitos. As membranas plasmáticas dos macrófagos exibem longos prolongamentos citoplasmáticos e profundas invaginações, que acomodam as células eritróides em divisão. À medida que a célula eritróide se diferencia, migra para fora ao longo do prolongamento citoplasmático do macrófago, deixando menos células maduras no seu rastro. Quando se aproxima da maturidade, o eritroblasto faz contacto com o endotélio sinusoidal vizinho e passa através de seu citoplasma para entrar na circulação. O núcleo é extruído antes da entrada na corrente sanguínea e é fagocitado pelos macrófagos peri-sinusoidais. Página 16 de 20

17 Regulação da eritropoiese - eritropoietina A eritropoietina é uma glicoproteína sintetizada pelo rim, nas células peritubulares localizadas na região cortical interna e na medula externa do rim. Em resposta à hipóxia, os progenitores eritroides maduros CFU eritroide, pró-eritroblastos e eritroblastos basófilos respondem à eritroipoietina pelo aumento da transcrição genética durante as diferentes fases do seu desenvolvimento. A taxa da eritropoiese também pode ser controlada pela disponibilidade dos componentes do eritrócito: ferro, ácido fólico, vitamina B12 e precursores de proteínas. 2. Granulopoiese A granulopoiese é caracterizada pela seguinte sequência: 1. mieloblasto 2. pró-mielócito 3. mielócito 4. metamielócito 5. célula em bastão 6. granulócitos Os mieloblastos dão origem a pró-mielócitos que são caracterizados pelo desenvolvimento de grânulos azurófilos; como os grânulos azurófilos se desenvolvem antes dos grânulos específicos, estes são chamados de grânulos primários. O mielócito é marcado pelo desenvolvimento de grânulos específicos, com o processo estendendo-se por três divisões celulares adicionais. O número relativo e a proporção dos grânulos primários decrescem progressivamente, e a proporção dos grânulos específicos (secundários) aumenta progressivamente. Do estado de mielócito, passando pelo estágio de metamielócito até as formas dos granulócitos maduros, o núcleo toma-se cada vez mais segmentado. Os precursores imediatos dos granulócitos maduros tendem a ter o núcleo em forma irregular de ferradura ou às vezes em forma de anel, e são chamados de células em bastão ou formas em faixa. Os mieloblastos, pró-mieloblastos e os mielócitos são células que se dividem mitoticamente, enquanto os metamielócitos e as células em bastão não se podem dividir. Ao atingirem a maturidade, os neutrófilos entram na corrente sanguínea, onde alguns parecem circular enquanto outros aderem às paredes endoteliais de pequenos vasos (grupo marginado), entrando no conjunto circulante em resposta ao exercício e ao stress A medula óssea contém um grande conjunto de neutrófilos armazenados, que podem ser rapidamente mobilizados se houver necessidade. Os corticosteróides aumentam a taxa de liberação a partir da medula óssea e reduzem a taxa de saída da circulação. Página 17 de 20

18 3. Linfopoiese É caracterizada por apenas dois estágios precursores: 1. linfoblasto 2. pro-linfócito 3. linfócito maduro A principal característica da linfopoiese é uma diminuição progressiva do tamanho da célula. Os linfoblastos têm núcleos com cromatina laxa com um nucléolo proeminente, o citoplasma contém muitos polirribossomas e poucas cisternas de reticulo endoplasmático. Os linfócitos B amadurecem na medula óssea e depois migram para os tecidos linfoides Os linfócitos T amadurecem no Timo e depois migram para a circulação e tecido linfoide secundário. 4. Monopoiese Os monócitos derivam da unidade formadora de colónias de monócitosgranulócitos (CFU-GM) Sob a influência de um factor estimulador de colónia (CSF) específico, cada célula progenitora celular estabelece a sua própria hierarquia: CSF granulócito (G-CSF) induz a via do mieloblastos; CSF de granulócito macrófago (GM-CSF) induz a via do monoblasto A monopoiese é caracterizada pela seguinte sequência: 1. monoblasto 2. pró-monocito 3. monócito A monopoiese é caracterizada por uma redução do tamanho e uma indentação progressiva do núcleo. Os monoblastos tornam-se mais volumosos, basófilos, núcleo volumoso com 1 ou mais nucléolos e apresentam um desenvolvimento progressivo do retículo endoplasmático e do aparelho de Golgi. O pró-monócito contém um núcleo grande com uma ligeira endentação e cromatina laxa. Tem citoplasma basófilo devido à presença de muitos polirribossomas e contém grânulos primários (com peroxidase, arilsulfatase e fosfatase ácida) menores e em menor quantidade que nos prémielócitos. Os monoblastos e pró-monoblastos são mitoticamente activos. Os monócitos maduros deixam a medula óssea logo após sua formação, e não há um grupo de reserva, como no caso dos neutrófilos. Os monócitos levam uma média de 3 dias na circulação antes de migrarem por diapedese para dentro dos tecidos de um modo aparentemente aleatório, após o que são incapazes de voltar à circulação. Página 18 de 20

19 5. Trombopoiese As plaquetas derivam na unidade formadora de megacariócitos e a sua formação inclui a seguinte sequência: 1. megacarioblasto 2. pró-megacariócito 3. megacariócito 4. plaquetas O megacarioblasto apresenta um núcleo reniforme com vários nucléolos O megacarioblasto expande-se para originar o pró-megacariócito com um núcleo irregular e um citoplasma rico em grânulos azurófilos. O megacariócito contém um núcleo irregularmente lobado, formado por um processo de divisão endomitótica, no qual ocorrem as divisões nucleares sem divisão celular. O extenso citoplasma é preenchido por pequenos grânulos basófilos, refletindo a profusão de organelas citoplasmáticas. Apresenta um rede de zonas de demarcação no citoplasma, formada pela invaginação da membrana plasmática. À microscopia óptica, a margem da célula é frequentemente difícil de definir com clareza devido às numerosas plaquetas que se desagregam P, aos prolongamentos citoplasmáticos, às ondulações e vesículas. O citoplasma do megacariócito é dividido em três zonas: Zona perinuclear: contém o aparelho de Golgi, retículo endoplasmático liso e rugoso, grânulos em desenvolvimento, centríolos e túbulos do fuso; Zona intermediária: contém um extenso sistema de vesículas e túbulos interconectados, conhecido como o sistema de demarcação de membranas, que está em continuidade com a membrana plasmática Zona marginal externa: é preenchida por filamentos citoesqueléticos e é atravessada por membranas que se ligam com o sistema de demarcação de membranas. As plaquetas são formadas pela fragmentação do citoplasma do megacariócito com a liberação dos campos plaquetários demarcados Na medula óssea, os megacariócitos lançam pseudópodes chamados pró-plaquetas dentro do lúmen dos sinusóides, cada um deles representando um cordão de campos plaquetários que se fragmentam na circulação. Os megacariócitos maduros também parecem entrar nos sinusóides da medula óssea intactos e vão para o leito vascular pulmonar, onde se fragmentam em plaquetas. Regulação da trombopoiese trombopoietina A trombopoietina produzida pelo figado tem uma estrutura semelhante à eritropoietina e estimula o desenvolvimento dos megacariócitos. As plaquetas ligam-se e degradam trombopoietina, um processo de autoregulação. Página 19 de 20

20 Métodos usados para estudar o sangue e a medula óssea O método padrão para estudar o sangue é fazer um esfregaço sobre uma lâmina de vidro. Depois da fixação, uma técnica de coloração do tipo Romanowsky policromática, como o método de Giemsa, de Wright ou de Leishman, é usada para o exame ao microscópio óptico. 4 características de coloração distintas podem ser identificadas, de acordo com a afinidade dos vários organitos celulares pelos diferentes corantes empregados nesses métodos: o Basofilia (azul profundo): Afinidade pelo corante básico azul de metileno. Esta é uma característica do DNA nos núcleos e do RNA no citoplasma, isto é, dos ribossomas. o Azurofilia (púrpura): Afinidade pelos corantes azur. É típica dos lisossomas, um dos tipos de grânulos encontrados nos leucócitos. o Eosinofilia /Acidofilia (rosa): Afinidade pelo corante ácido eosina. É uma característica particular da hemoglobina q preenche o citoplasma dos eritrócitos. o Neutrofilia (rosa salmão / lilás): Afinidade por um corante q já se acreditou erradamente ter um ph neutro. Característica dos grânulos citoplasmáticos específicos dos neutrófilos. A medula óssea é usualmente estudada por um aspirado de uma área activa de hematopoiese (p.ex. o esterno, a crista ilíaca). Este é transformado num esfregaço, fixado e corado como as preparações do sangue periférico. Esses procedimentos induzem alterações acentuadas por artefactos em comparação com o material in vivo, particularmente no q diz respeito ao tamanho e à morfologia das células, e isso tem q ser levado em consideração qd se comparam esfregações de sangue ou de medula óssea com cortes de tecidos e preparações ultra-estruturais. Página 20 de 20