Hematopoiese Formação das células sanguíneas: LOCAIS DE HEMATOPOIESE z
Feto:
0-2 meses – saco vitelíneo 2-7 meses – fígado, baço 5-9 meses – medula óssea
z
criança: medula óssea (praticamente em todos os ossos)
z
adulto: vértebras, costelas, esterno, crânio, sacro e pélvis, fémur (proximal) – 50% da medula é invadida por tecido adiposo Em caso de necessidade: – O tecido adiposo pode reverter-se a tecido hematopoiético – Expandir-se ao longo dos ossos longos – Fígado e baço pode ter actividade hematopoiética (hematopoiese extramedular)
Hematopoiese Formação das células sanguíneas: adulto: vértebras, costelas, esterno, crânio, sacro e pélvis fémur (proximal) pélvis, – 50% da medula é invadida por tecido adiposo
Em caso de necessidade: – O tecido adiposo pode reverter-se a tecido hematopoiético – Expandir-se Expandir se ao longo dos ossos longos – Fígado e baço pode ter actividade hematopoiética (hematopoiese extramedular)
Cristina V. Almeida
1
Hematopoiese Formação das células sanguíneas: CÉLULA PLURIPOTENCIAL E CÉLULAS PROGENITORAS
célula pluripotencial tem a capacidade de se auto-renovar (mantém constante a concentração celular) z após estimulação (factores de crescimento hematopoiético) – aumentar a produção de determinada série celular. Uma célula é normalmente capaz de produzir 106 células sanguíneas maduras após 20 divisões. z
Hematopoiese Formação das células sanguíneas: FACTORES DE CRESCIMENTO HEMATOPOIÉTICO São hormonas glicoproteínas que regulam (por ligação a receptores): a proliferação e diferenciação das células hematopoiéticas progenitoras e a função das células sanguíneas maduras Actuam: localmente onde são produzidos ou entram na circulação Células produtoras: Linfócitos T,, monócitos ((e macrófagos), g ), células endoteliais e fibroblastos (excepto a eritropoitina: 90% da qual é produzida nos rins) Factores: Actuam nas células do estroma: IL-1, TNF (estimulam a prod. GM-CSF, G-CSF, MCSF, IL-6) Actuam na célula pluripotencial: SCF (factor da stem cell) Actua na célula multipotencial precoce: Il-3, IL-6, GM-CSF Actua em célula que originarão 1 ou 2 linhagens: G-CSF, M-CSF, IL-5, EPO, TP
Cristina V. Almeida
2
Hematopoiese Formação das células sanguíneas: FACTORES DE CRESCIMENTO HEMATOPOIÉTICO SCF PSC IL-3
IL-3
GM-CSF
TP
CFUGEMM
CFUGMEo
BFUEMeg
BFUE
CFUMeg
GM-CSF
M-CSF CFUGM
G-CSF
CFUEo
EPO CFUM
CFUG
IL-5
CFUE
Plaquetas Eritrócitos
EPO – eritropoitina TP – trombopoitina PSC – célula plurip. SCF – factor da stem cell CSF – factor estimulador de colónias CFU – unidade formadora de colónias BFU – unidade formadora de rebentos
Monócitos Neutrófilos Eosinófilos
Hematopoiese Formação das células sanguíneas:
Cristina V. Almeida
3
Hematopoiese Formação das células sanguíneas: Granulócitos MIELOBLASTO – forma redonda, redonda com um diâmetro de 15 a 18 µm. µm citoplasma basófilo (não muito intensa), sem granulações. núcleo com uma delicada membrana e com 2, 3 ou mais nucleolos com uma membrana pouco nítida. Cromatina regular e delicada (imp. na identificação) PROMIELÓCITO – célula grande (normalmente maior que o mieloblasto) citoplasma p basófilo,, com g granulações ç azurófilas de vários tamanhos e quantidade (cor roxo-púrpura). núcleo grande e redondo. A cromatina continua delicada, semelhante ao do mieloblasto. Conserva um ou dois nucleolos.
Hematopoiese Formação das células sanguíneas: Granulócitos MIELÓCITO IMATURO – tamanho inferior ao anterior (promielócito). (promielócito) núcleo redondo, às vezes com uma ligeira curvatura. Sem nucleolos e com cromatina mais grossa. citoplasma, atenuação da basófilia, com granulações azurófilas mas também com granulações específicas (serve para distinguir um neutrófilo imaturo de um eosinófilo). É difícil observar um basófilo imatura (excepto na leucemia de granulócitos basófilos) MIELÓCITO ADULTO – núcleo redondo, ovalado ou ligeiramente reniforme. Cromatina grossa, separado por espaços claros. citoplasma acidófilo. As granulações azurófilas desapareceram. Grande quantidade de granulações específicas que consoante a afinidade para o corante caracterizam os 3 tipos de mielócito: - neutrófilo, eosinófilo e basófilo.
Cristina V. Almeida
4
Hematopoiese Formação das células sanguíneas: Granulócitos METAMIELÓCITO – tamanho igual. igual núcleo com uma grande curvatura. Citoplasma conserva as características, com aumento das granulações específicas. GRANULÓCITO NEUTRÓFILO EM BANDA – núcleo com a forma de U. Cromatina com cor violeta citoplasma igual ao metamielócito. Granulócito neutrófilo, eosinófilo e basófilo (já falado)
Hematopoiese Formação das células sanguíneas: Monócitos MONOBLASTO – muito parecido com o mieloblasto. mieloblasto descrição é possível em casos patológicos (intensa monocitose ou leucemia monocítica). PROMONÓCITO – núcleo oval com cor violeta claro e com estrutura típica do monócito. Um ou mais nucleolos. Cromatina com filamentos ondulantes e entrecruzados. citoplasma p fracamente basófilo e com finas g granulações ç azurófilas.
Cristina V. Almeida
5
Hematopoiese Formação das células sanguíneas: Linfócitos LINFOBLASTO – tamanho célula grande (15 a 18 µm) núcleo com membrana bem definida, cromatina com filamentos grossos. Com 2 ou 3 nucleolos. citoplasma basófilo, sem granulações azurófilas. PROLINFÓCITO – tamanho célula mais pequena núcleo mais pequeno e cora menos intensamente que o linfócito adulto (importante para distinguir do linfócito adulto) citoplasma p fracamente basófilo e p pouco abundante,, normalmente sem granulações azurófilas.
Hematopoiese Formação das células sanguíneas: Plaquetas MEGACARIOBLASTO – tamanho célula maior que o mieloblasto, mieloblasto com forma irregular núcleo grande, com forma irregular e algumas falhas (indício de uma futura lobulação) e vários nucleolos. citoplasma basófilo, sem granulações azurófilas. PROMEGACARIOCITO (megacariócito imaturo) – tamanho célula maior que o megacarioblasto, com forma irregular (redonda) núcleo grande, com forma irregular e várias falhas (lobulado). citoplasma p basófilo ((menos acentuado), ), com discretas g granulações ç azurófilas. MEGACARIOCITO – tamanho célula maior da medula óssea (80 a 100 µm), com contorno irregular núcleo geralmente excêntrico e com vários lóbulos (alguns sobrepostos). Maior condensação da cromatina. citoplasma fracamente acidófilo (restos de basofilia), com muitas e pequenas granulações azurófilas.
Cristina V. Almeida
6
Hematopoiese Formação das células sanguíneas: Eritrócito PROERITROBLASTO – tamanho 20 a 30 µm. µm citoplasma intensa basofilia núcleo redondo ou ligeiramente ovalado, que ocupa grande parte do citoplasma. Cromatina com filamentos finos. Um ou dois nucleolos bem visíveis. ERITROBLASTO BASÓFILO – tamanho menor que a anterior (15 a 20 µm). citoplasma basofilia menos acentuada núcleo cromatina condensada em g grumos mais g grossos,, sem nucleolos. ERITROBLASTO POLICROMATÓFILO – tamanho menor que a anterior. citoplasma cora simultaneamente pela eosina e azul de metileno, adquirindo uma cor cinzenta-roxo (policromatófilo) núcleo cromatina condensada em grumos bastante grossos, separados por espaços claros.
Hematopoiese Formação das células sanguíneas: Eritrócito ERITROBLASTO ORTOCROMÁTICO – tamanho semelhante ao do eritrócitos (8 a 10 µm). µm) citoplasma intensamente acidófilo núcleo cromatina muito condensada Por expulsão do núcleo transforma-se em: RETICULÓCITO e ERITRÓCITO eritroblasto reticulócito
Cristina V. Almeida
eritrocito maduro
DNA nuclear
sim
não
não
RNA citoplasmático
sim
sim
não
Na medula
sim
sim
sim
No sangue
não
sim
sim
7
Eritropoiese Formação das células sanguíneas: Eritrócito z z z z z
Ao longo da eitropoiese formam-se células com maior quantidade de hemoglobina (cora de rosa) no citoplasma. citoplasma O citoplasma cora cada vez menos de azul dado que perde RNA e o aparelho de síntese de proteínas. A cromatina do núcleo torna-se progressivamente mais condensada. O núcleo é expulso (medula óssea) e o reticulócito resultante contém restos de RNA e ainda tem a capacidade de sintetizar hemoglobina. Eritrócito maduro – disco bicôncavo não nucleado, completamente corado de rosa.
1p proeritroblasto – 16 eritrócitos maduros Eritroblastos não estão presentes no sangue periférico de um indivíduo “normal”. Os eritroblastos aparecem no sangue periférico: • se a eritropoiese ocorre fora da medula (eritropoiese extramedular) • algumas patologias da medula
Eritropoiese Regulação da produção de eritrócitos A actividade eritropoiética é regulada pela eritropoitina. ERITROPOITINA z Local de produção – 90% rim e 10% no fígado e outros locais z Não existe pré-formada. O estímulo para a sua produção é a tensão de O2 nos tecidos do rim: tardio Medula óssea Stem cells precoce CFU-E (pro)eritroblasto BFU-E BFU-E reticulócito
Eritropoitina
Células intersticiais Peritubulares do cortex exterior
Rim
Cristina V. Almeida
sensor de O2
Circulação de eritrócitos O2 atmosférico Curva de dissociação – O2 Função cardiopulmonar Concentração hemoglobina Circulação renal
8
Eritropoiese Regulação da produção de eritrócitos A proporção de células eritróides na medula óssea aumenta e, em situações crónicas há uma expansão anatómica da eritropoiese: crónicas, z medula amarela z locais extramedulares O aumento de O2 nos tecidos (devido ao aumento da massa de eritrócitos ou porque a hemoglobina é capaz de libertar o seu O2 mais facilmente que o normal) leva à redução da eritropoitina. INDICAÇÕES Ç PARA A TERAPIA COM ERITROPOITINA doença renal em fase terminal (com ou sem diálise) recuperação hematopoiética pós-quimioterapia ou transplante de medula óssea anemia de doenças crónicas (ex.: artrite reumatóide ou câncro) anemia aplástica mielodisplasia sida
z z z z z z
Eritropoiese Regulação da produção de eritrócitos OUTRAS SUBSTÂNCIAS NECESSÁRIAS PARA A ERITROPOIESE z metais: ferro, ferro manganês, manganês cobalto z vitaminas: vitamina B12, folato, vitamina C, vitamina E, vitamina B6 (piridoxina), tiamina, riboflavina e ácido pantoténico z aminoácidos z hormonas: SCF (factor stem cell), IL-3, GM-CSF, eritropoitina, androgénios e tiroxina ERITRÓCITO De forma a por a hemoglobina em contacto íntimo com os tecidos e permitir as trocas g gasosas,, o GV,, de 8 µ µm de diâmetro tem de ser capaz p de: z passar repetidamente através da microcirculação (diâmetro mínimo de 3,5 µm) z manter a hemoglobina no estado ferroso (reduzido) z manter o equilíbrio osmótico apesar da elevada concentração de proteínas (hemoglobina) na célula Para conseguir estes objectivos temos uma célula flexível e bicôncava, capaz de produzir ATP e NADH e NADPH.
Cristina V. Almeida
9
Eritrócito Metabolismo do eritrócito Via Embden-Meyerhof – metabolização da glicose a lactato z ATP Por cada molécula de glicose usada
⇒ 2 moléculas de ATP (energia para a manutenção do volume, forma e flexibilidade)
Pressão osmótica do GV é 5x a do plasma ⇒ z
bomba de sódio ATPase (nec. ATP)
NADH
MetaHb (hemogl. oxidada: Fe3+) → Hb funcional (hemogl. reduzida: Fe2+) metahemoglobina t h l bi redutase d t ( (nec. NADH)
2,3-DPG Forma complexos com a hemoglobina (1:1), sendo importante na regulação da afinidade do oxigénio para a hemoglobina. z
Glicose ... ↓ 1,3-DPG ↓ 3-PG ↓ ... lactato
2,3-DPG
Eritrócito Metabolismo do eritrócito Via Hexose Monofosfato (fosfato pentose) – 5% da glicolise ocorre por esta via oxidativa Via glicolítica de Embeden-Meyerhof Glicose ↓ Glicose-6-P ↓ Fructose-6-P F t 6P ↓ ... lactato
GSH → GSSH (Hb e membrana) Glutationa redutase NADH
NADPH
Glicose-6-P desidrogenase
6-PG Ribulose 5 P Ribulose-5-P
Deficiência em G-6-P desidrogenase – torna o GV extremamente susceptível ao stress oxidativo
Cristina V. Almeida
10
Eritrócito Membrana do eritrócito Bicamada fosfolipídica com proteínas estruturais e contrácteis e numerosas enzimas e antigénios de superfície z Membrana: – 50% - proteínas (externa e no centro da membrana): espectrina, actina, proteína 4.1 e anquirina (dentro da membrana. Responsáveis pela forma bicôncava) – 40% - lipidos (60% fosfolipidos, 30% de lipidos neutros e 10% glicolipidos) fosfo e glicolipidos – grupos polares (externa) e não polares (centro) – 10% - hidratos de carbono (só no exterior da membrana) z
Defeitos nas proteínas – forma anormal da membrana b dos d GV, GV ex.: esferocitose f it hereditária e eliptose z Alterações na composição dos lipidos – outras anomalias na membrana ex.: células alvo (aumento de colesterol e fosfolipidos); acantócitos (aumento de colesterol) z
colheita de células para transplantação de medula
Existem dois processos de colheita de células para transplantação de medula: • Colheita a partir da Medula Óssea: Células progenitoras colhidas do interior dos ossos pélvicos. Requer geralmente anestesia geral e uma breve hospitalização. • Células de células Progenitoras Periféricas: Colheita feita no sangue periférico, através de um processo chamado aférese, em que o dador tem de tomar previamente um medicamento que é um factor de crescimento que vai fazer aumentar a produção de células progenitoras no sangue. Além destes dois métodos, existe, ainda, outra fonte de células progenitoras que são as células do cordão umbilical. Neste caso, após consentimento prévio da mãe, quando o bebé nasce são colhidas do cordão umbilical. O cordão umbilical tem uma percentagem muito elevada de células progenitoras mas como a quantidade geralmente é pequena, são utilizadas, sobretudo, na transplantação de crianças.
Cristina V. Almeida
11
