Componentele sangelui - forma si structura hematiilor

Sangele tratat cu oxalat de sodiu 1% nu mai coaguleaza.

Prin centrifugarea unei eprubete cu sange incoagulabil timp de 15 la 3 000 t/minut se produce separarea sangelui in doua componente'.

- Elementele figurate ale sangelui, situate la fundul eprubetei, se prezinta ca un lichid foarte vascos, de culoare rosie-inchisa;

- Plasma sangvina, situata deasupra, este un lichid mai putin vascos, transparent, de culoare galben-citrin.

- Elernentele figurate ale sangelui reprezinta 45% din volumul sangvin. Aceasta valoare poarta numele de hematocrit sau volum globular procentual. Hematocritul variaza cu sexul (mai mic la femei), cu varsta (scade cu varsta) sau in functie de factori de mediu ambiant (caldura provocand transpiratie duce la scaderea apei din sange si cresterea valorilor hematocritu-lui) etc. Prin examenul microscopic al sangelui se observa trei tipuri de elemente figurate:

- globulele rosii (hematii sau eritrocite);

- globulele albe (leucocitele)

- plachetele sangvine (trombocitele).

Pentru a studia elementele figurate se face un frotiu de sange proaspat. Se dezinfecteaza cu alcool pulpa degetului aratator si se inteapa cu un ac sterilizat. In momentul cand apare o picatura de sange, aceasta se aplica pe o lama si se in­tinde in strat subtire cu o lamela de sticla. Dupa uscare, frotiul se examineaza la microscop. Frotiul poate fi conservat prin fixare in amestec de alcool-eter, in parti egale.

ERITROCITELE (hematiile- globulele rosii) sunt celule fara nucleu, bogate in hemoglobina, un pigment de culoare rosie, cu rol in trans­portul 02 si C02.

Numarul lor este considerabil : un mm3 de sange contine 4 500 000 hematii la femeie si 5 000 000 la barbat. La copilul mic numarul eritrocitelor este si mai mare (5 500 000-6 000 000/mm3), iar la locuitorii podisurilor inalte se inregistreaza cifre de 8 000 000 globule rosii la 1 mm3. Numarul hematiilor poate creste temporar prin golirea rezer­velor de sange (mai bogate in hematii ca sangele circulant). Cresteri de lunga durata sunt poliglobulia de altitudine si poliglobulia unor bolnavi de plamani sau cu defecte congenitale ale inimii. Scaderea numarului este consecinta unei distrugeri exagerate sau a unei eritropoieze deficitare.

Forma si structura hematiilor reprezinta adaptari mor­fologice la functia de transport a gazelor. Privite din fata, hematiile apar ca discuri rotunde sau usor ovalare cu centrul, de culoare mai deschisa si periferia mai intens colorata galben-auriu. Acest aspect se datoreste variatiei grosimii hematiei care la centru masoara 1 iar la periferie, 2,5 µ Din aceasta cauza, privita din profil, hematia se prezinta ca o haltera, ima­gine ce sugereaza forma de disc biconcav a eritrocituaui.

Lipsa nucleului permite o mai mare incarcare cu Hb. Suprafata totala a hematiilor este de 4 000 m2 (de 2 000 ori mai mare ca suprafata corpului). Datorita formei lor, prezinta o rezistenta mare la deformare Diametrul mediu al hematiei este de 7 µ Pot fi intalnite si hematii cu diametre mai mici de 7 µ (microcite) sau mai mari de 8 µ macrocite).

In structura hematiei se distinge o membrana lipoproteica, cu incarcatura electrica negativa la exterior si permea­bilitate selectiva (foarte permeabila pentru apa si anionii Cl, HCO3 si slab permeabila fata de cationii Na+, K+ etc). In compozitia chimica a membranei se gasesc enzime ce favori­zeaza transportul activ al substantelor. In interiorul hematiei se afla o cantitate mare de hemoglobina (Hb). Hematia nu con­tine organite celulare, nu este capabila de sinteza proteica iar metabolismul sau este foarte redus, si, ca atare, hematia consuma foarte putin oxigen.

Daca suspendam hematiile intr-un mediu apos hipoton (cu o presiune osmotica mai mica decat a plasmei) se produce o "umflare' a lor, urmata de iesirea Hb in solutie, fenomen denumit hemoliza osmotica. Hemoglobinaeste principalul component al hematiei. Este o cromoproteina, alcatuita din doua componentei o proteina, numita globina si o grupare neproteica numita hem. Globinaeste constituita prin asocie­rea a patru lanturi polipeptidice. De fiecare lant polipeptidic se leaga cate o molecula de hem. Datorita prezentei Fe in mo­lecula sa, hemul poate lega labil oxigenul .Reactia de fixare a 02 ia Hb nu este o oxidare propriu-zisa (deoarece ea nu duce la cresterea valentei Fe) ci o reactie de oxigenare, de legare reversibila a unei molecule de oxigen la fierul bivalent, in urma acestei reactii rezulta oxihemoglobina (HbO2) care reprezinta forma principala de transport a O2 prin sange. Atunci cand este saturata (oxigenata) complet, o molecula de HB poate transporta 4 molecule de 02. O singura hematie contine cam 300 000 000 molecule Hb. Exprimata in grame, Hb re­prezinta 16 g la o suta de ml sange. Fiecare gram de Hb poate transporta 1 ml 02, deci fiecare suta de ml sange transporta 20 ml 02. In lipsa Hb, capacitatea de transport a sangelui pentru oxigen scade mult ; 100 ml plasma transporta doar 0.2 ml 02.

In afara de forma oxigenata si cea redusa Hb poate da compusi stabili cu oxidul de carbon (CO Hb) denumiti carbo-xihemoglobinaiar sub actiunea oxidantilor apare derivatul de Hb cu Fe trivalent, denumit methemoglobina Acestia sunt derivati patologici ai Hb; ei nu mai indeplinesc functia de transport si in cazul cresterii concentratiei lor in sange peste anumite limite se produce insuficienta oxigenare a tesutului (asfixie).

Hemoglobina se poate combina si cu dioxidul de carbon (Hb C02), compus numit carbohemoglobina sau carbamatul de hemoglobina. Acesta este un compus fiziologic, ce nu afecteaza functia de transport a 02. HbC02 reprezinta si una din formele de transport ale C02 de la tesuturi la plamani.

Hematopoieza este procesul de reinnoire con­tinua a elementelor figurate ale sangelui. Exista cate o cale separata pentru fiecare din cele trei tipuri celulare principale (eritropoieza pentru eritrocite, leucopoieza pentru leucocite si trombocitopoieza pentru trombocite) iar la leucocite se descriu cai separate pentru granulocite (granulocitopoieza) si pentru limfocite (limfopoieza).

Toate celulele sangvine au o origine comuna: celula stem pluripotentiala din maduva osoasa (celula hematoformatoare primitiva).

Eritropoieza Hematiile circulante reprezinta doar o etapa din viata acestor elemente. Din momentul pa­trunderii in circulatie si pana la disparitia lor trec aproxi­mativ 120 zile (durata medie de viata a eritrocitelor). Desi traiesc relativ putina vreme, numarul lor ramane constant. Exista un echilibru intre procesul de distrugere si cel de for­mare de noi hematii. Sediul eritropoiezei este maduva rosie a oaselor, sediul distrugerii este splina.

Un organism adult are cam 1,5 kg maduva rosie. Can­titatea ei variaza in functie de nevoia de oxigen a organismului.

Cand aceste nevoi sunt reduse, o parte din maduva rosie intra in repaus, celulele se incarca cu lipide si maduva rosie se transforma in maduva galbena. Spre batranete, maduva galbena sufera un proces de transformare fibroasa si devine maduva cenusie.

Daca apar conditii care solicita eritropoieza (efort repetat, viata la altitudine) are loc un proces invers, de transformare a maduvei galbene in maduva rosie si o sporire corespunzatoare a eritropoiezei. Intre maduva rosie si cea galbena exista tot timpul vietii un echilibru dinamic, controlat de sistemul re­glator neuro-endocrin.

Maduva cenusie nu mai poate fi recuperata pentru hematopoieza.

Reglarea eritropoiezei. Eritropoieza se regleaza prin me­canisme neuro-endocrine. Centrii eritropoiezei sunt situati in diencefal, iar excitantul principal este scaderea apro­vizionarii cu oxigen a acestor centri (hipoxia).

Hipoxia actioneaza si la nivelul rinichiului care se­creta, in aceste conditii, un factor eritropoietic. Acesta de­termina formarea in organism a unui hormon eritropoietic numit eritropoietina ce actioneaza asupra celulei stern unipotente, eritroformatoare, determinand cresterea nu­marului de hematii. Desfasurarea normala a eritropoiezei necesita asigurarea cu substante nutritive, vitamine (C, B6, B12 , acid folie) si Fe. In cazul unor deficite de aprovizio­nare apare anemia, cu toate ca sistemul de reglare a eritropoiezei functioneaza normal.

Rolul eritrociteior. Hematiile joaca doua roluri esen­tiale pentru organism :

- in transportul 02 si C02 ;

- in mentinerea echilibrului acido-bazic (vezi cap. Res­piratia).

Hemoliza. Hematiile batrane si uzate sunt distruse prin hemoliza in splina ("cimitirul hematiilor'), ficat, ganglioni limfatici si maduva oaselor.

LEUCOCITELE Globulele albe sunt elemente figurate ale sangelui ce poseda nucleu. Numarul lor este de 5 000 la un milimetru cub de sange. Aceasta valoare poale varia in conditii fiziologice sau patologice. Cresterea numarului se numeste leucocitoza-, iar scaderea, leucopenie. Numarul elementelor albe poate varia in conditii normale cu 1-3 mii de elemente pe mm3Astfel, la copil, se intalnesc 8-9 mii leucocite/ mm3 iar la batrani 3-5 000 .In efortul fizic avem leucocitoza iar dupa un repaus prelungit, leucopenie. Variatiile patologice sunt mult mai mari. In bolile infectioase microbiene, numarul leucocitelor poate creste intre 15 000 si 30 000/ mm3, iar in unele forme de cancer, (leucemii), numarul poate depasi cateva sute de mii la un milimetru cub, incat sangele capata o culoare albicioasa (sange alb).

Forma leucocitelor nu este aceeasi. Ele nu reprezinta o populatie celulara omogena. Exista mai multe tipuri, care difera intre ele atat ca origine si morfologie cat si in privinta rolului in organism. Exprimarea lor procentuala se numeste formula leucocitara. In cadrul acestei formule, deosebim leuco­cite cu nucleu unic - mononucleare si cu nucleu fragmentat, polilobat - polinucleare.

Mononuclearele reprezinta 32% iar polinuclearele 68% din leucocite. In grupa mononuclearelor se cuprind: lim­focitele, care reprezinta 25% si monocitele, 7%.

Polinuclearele cuprind trei subgrupe celulare. Aceste celule se mai numesc si granulocite, dupa granulatiile ce se observa in citoplasma lor. In functie de afinitatea diferita a granulatiilor fata de coloranti, polinuclearele se impart in :

- poli­nucleare neutrofile, intalnite in proportie de 65%. Granulatiile acestora se coloreaza bine cu coloranti neutri ; se mai numesc polimorfonucieare neutrofile (PMN) ;

- polinuclearele eozinofile, in proportie de 2,5%, au granulatii ce se coloreaza cu coloranti acizi;

- polinuclearele bazofile, in proportie de 0,5%, au granulatii ce se coloreaza cu coloranti bazici.

Dimensiunile leucocitelor variaza antre 6-8 µpentru limfocitul mic si 20 µ in diametru pentru monocite si neu­trofile.

Leucocitele prezinta o structura celulara completa. Au o membrana cu o plasticitate remarcabila. Datorita ei leucocitele intind prelungiri citoplasmatice (pseudopode), cu ajutorul carora devin mobile, se pot deplasa in afara vaselor capilare (diapedeza) si pot ingloba microbi (microfagocitoza) sau resturi celulare (macrofagocitoza). Granulatiile polinuclearelor sunt mici saci si vezicule pline cu enzime hidrolitice (lizozomi) care participa la digestia corpului fagocitat.

Eseu: Musculatura genunchiului - muschi cu actiune principala si secundara Referat: Olimpiada de Biologie - subiecte

Tot in familia leucocitelor se includ si plasmocitele, celulu provenite din limfocite, specializate in productia de anticorpi.

Leucopoieza. Durata vietii leucocitelor variaza foarte mult, de la 1-2 zile pentru polinuclearele neutrofile, pana la cativa ani pentru limfocitele dependente de timus (lim­focite T).

- Sediul leucopoiezei este diferit, in raport cu sistemul ce­lular la care apartine leucocitul. Astfel, granulocitele si mono­citele sunt produse la nivelul maduvei rosii a oaselor, in timp ce limfopoieza are loc in splina, timus, ganglionii limfatici, placile Payer din jejun-ileon.

Granulocitopoieza porneste tot de la celula stern pluripotenta care se afla si la originea hematiilor. Din aceasta se diferentiaza celula stern unipotenta. Prin procese de diferen­tiere si multiplicare se formeaza granulocitele si monocitele mature.

Limfopoieza. Limfocitele deriva din celula stern limfoformatoare, cu sediul in maduva rosie hematogena. Orga­nismul produce doua tipuri de limfocite: limfocitele "T', sau timodependente si limfocitele "B' sau burso-dependente. Primele se dezvolta sub influenta timusului iar ultimele, sub influenta unor structuri echivalente cu bursa lui Fabricius de la pasari (maduva osoasa).

La adult, maduva rosie produce limfocite B iar ganglionii limfatici si splina, ambele tipuri.

Reglarea leucopoiezei se face prin mecanisme neuroumo-rale complexe. Centrii leucopoieza sunt situati in hipotalamus. Activitatea acestor centrii se intensifica atund cand in sange creste concentratia acizilor nucleid rezultati din distrugerea leucocitelor batrane. In cazul patrunderii in organism a unor agenti patogeni are loc, de asemenea, o stimulate prin antigene a leucopoiezei, urmata de cresterea peste normal a leucocitelor, fenomen numit leucocitoza,

Leucopoieza medulara se poate intensifica atat sub in­fluenta stimulilor nervosi plecati de la centrii de reglare cat si a unor substante chimice numite leucopoietine.

Cresterea numarului de leucocite circulante poate avea loc si fara o crestere prealabila a leucopoiezei, numai prin mobilizarea rezervorului medular de leucocite. Acest mecanism asigura un raspuns precoce al organismului fata de invazia agentilor straini.

Rolul leucocitelor este complex si diferit, dupa tipul lor. Principala functie a leucocitelor consta in participarea acestora la reactia de aparare a organismului.

Polinuclearele neutrofileau rol in fagocitoza agentilor patogeni. Datorita vitezei de diapedeza si deplasarii rapide prin pseudopode, polinuclearee nu stau in sange mai mult de cateva ore. Ele ajung primele la locul infectiei unde fagociteaza microbii, distrugaridu-i. Datorita acestei actiuni, poli­nuclearele se mai numesc si microfage. Numarul lor creste mult in infectii acute.

Iesirea leucocitelor din vas este favorizata de incetinirea scurgerii sangelui la nivelul focarului inflamator (datorita vaso-dilatatiei), precum si alipirii acestora de endoteliul capilar, fenomen denumit marginatie. Marginatia, diapedeza si depla­sarea prin pseudopode a leucocitelor spre focarul inflamator sunt favorizate de atractia leucocitelor de catre unele sub­stante locale, fenomen cunoscut sub denumirea de chimiotactism pozitiv. Ajunse in apropierea microbilor, neutrofilele emit pseudopode si eu ajutorul lor ii anglobeaza formand vacuole citopiasmatice numite fagosomi. Ulterior, lizozomii neutrofi-lelor se contopesc cu fagosomul. In interiorul fago-lizozomului, microbul este digerat sub actiunea enzimelor lizozomale. Cand leucocitele fagociteaza un numar prea mare de microbi, ele sufera efectele toxice ale unor substante eliberate de acestia si mor.

Amestecul de microbi, leucocite moarte si lichid exudat din vase, formeaza puroiul.

Eozinofilele au rol in reactiile alergice. Granulatiile lor contin histamina. Numarul lor creste la bolnavii de astm bronsic, la cei cu viermi intestinali.

Bazofilele au rol in coagularea sangelui, prin interme­diul unei substante anticoagulante numita heparina, con­tinuta in granulatii. Tot datorita heparinei leucocitele bazofile au rol in metabolismul lipidelor, heparina favorizand dizolvarea chilomicronilor si dispersia lor in particule fine ce pot fi mai usor utilizate de catre tesuturi.

Monocitele sunt leucocite capabile de fagocitoza, atat direct cat si in urma transformarii lor in macrofage, proces oe are loc dupa iesirea monocitelor din vase in tesuturi. Monocitele si macrofagele formeaza un singur sistem celular cate fagociteaza atat microbii, cat mai ales resturi celulare (leucocite, hematii etc.) si prin aceasta contribuie la curatirea si vindecarea focarului inflamator.

Limfocitele au rol considerabil in reactia de aparare spe­cifica.

Clasele de limfocite. Desi asemanatoare ca morfologie, limfocitele reprezinta o populatie celulara cu functii individuale foarte diferentiate. Se descriu doua clase principale de limfocite, in raport cu modul in care acestea participa la procesul de imunitate.

1. Limfocitele "B', care participa la imunitatea umorala, mediata prin anticorpi.

2. Limfocitele "T', care participa la imunitatea prin meca­nism celular.

Morfologic, limfocitele "T' si "B' apar identice atat la microscopul optic cat si la cel electronic. Apelativul de "T' sau "B' provine de la initialele organelor limfoide centrale In care se petrece "instructajul' diferentiat al limfocitelor. Exista doua asemenea organe limfoide centrale: timusul si bursa limfatica. Instructajul timic sau bursal al limfocitelor, are loc in perioada fetala.

Toate limfocitele se dezvolta dintr-o celula cap de serie mica, celula stern unipotentiala limfopoetica. Dupa formare, o parte din limfocite se fixeaza in timus, altele in maduva hematogena (organ omolog cu bursa limfatica, prezenta numai la embrionul de pasari si absenta, la fatul de mamifere). Aici are loc un proces de diferentiere si specializare a limfocitelor. In timus se vor forma limfocitele "T' (timodependente), capa­bile sa lupte direct cu antigenele, iar in maduva osoasa se vor forma limfocitele "B' (bursodependente), capabile sa lupte indirect cu antigenefe prin secretia de anticorpi specifici. Dupa nastere, limfocitele T si B migreaza din organele limfoide centrale in ganglionii limfatici unde vor genera limfocitele necesare apararii specifice a organismului.

Subclasele de limfocite T Exista trei tipuri de limfocite T :

- limfocite T helper (ajutatoare) ;

-limfocite T supresoare (inhibitoare) ;

-limfocite T citotoxicc (Killer).

Clonele limfocitare. Organismul uman, in cursul filogenezei sale de 5 milioane de ani a luat contact cu sute de mii sau chiar un milion de antigene diferite. Corespunzator s-au specializat tot atatea tipuri de limfocite T sau B, astfel ca la un anumit antigen reactioneaza si se multiplica numai grupul limfocitelor care recunosc antigenul si il ataca direct (limfoci­tele T) sau fabrica impotriva lui anticorpi specifici (limfocite­le B). Un astfel de limfocit ultraspecializat impreuna cu descen­dentii sai formeaza o clona celulara imuna. Deci, exista peste un milion clone de limfocite B si tot atatea clone de limfocite T

Markerii limfocitari. Asa cum s-a spus, limfocitele B sau T, subclasele de limfocite T si milioanele de clone limfocitare nu difera intre ele morfologic. Se pune intrebarea: cum se pot identifica numeroasele tipuri si mai ales cum reuseste o anumita clona de limfocite sa recunoasca antigenul specific si sa-1 atace ?

in urma cercetarilor recente s-a precizat ca diferenta dintre un limfocit T sau B, precum si dintre clonele limfocitare se afla la nivelul membranei acestora. In structura membranei fiecarui limfocit se afla aproximativ 100 000 macromolecule de imuno-globuline (anticorpi), identice pentru aceeasi clona dar diferite de la o clona la alta, numite receptorii de antigen.

Cu ajutorul lor limfocitul recunoaste si reactioneaza numai cu un anumit tip de antigen.

Alte asemenea imunoglobuline prezente in membrana lim­focitelor sunt comune unor clase si subclase. Ele poarta numele de markeri. Ei determina caracterul de "B' sau "T' precum si de subclasa de "T'. In perioada de rezidenta timica sau la nivelul organelor echivalente Bursei limfatice are loc "marcarea' limfocitelor, pentru tot restul vietii individului. Daca, spre exemplu, extirpam timusul la un fat de animal, inainte de mi­grarea limfocitelor spre timus, se va naste un individ fara limfocite "T'.