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IL SANGUE - PARTE LIQUIDA, PARTE CORPUSCOLATA, EMOSTASI

medicina




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Il sangue


Funzioni

Il sangue svolge funzioni di trasporto di sostanze, in esso disciolte o sospese, da e per i vari organi e tessuti. La particolare anatomia del sistema circolatorio consente:

-il trasporto di sostanze nutritive dalle zone di deposito agli organi in attività

-il trasporto di ossigeno dai polmoni ai tessuti

-la raccolta dei prodotti delle ghiandole endocrine, rappresentate dagli ormoni. Sono veicolati verso gli organi bersaglio

Il sangue raccoglie le sostanze che residuano dall'attività metabolica dei tessuti, rappresentate dai cataboliti, e le veicola verso gli organi preposti alla loro eliminazione dall'organismo.

omeostasi corporea il sangue svolge un'importante funzione di mantenimento delle condizioni di stabilità (omeostasi) di alcune variabili fisico-chimiche fondamentali per il funzionamento ottimale delle cellule dell'organismo. Sono rappresentate da: pressione osmotica, equilibrio acido-base dei liquidi corporei, disponibilità di glucosio, disponibilità di alcuni elettroliti come il Na, il K, il Ca, determinanti per molti meccanismi biochimici




distribuzione del calore il sangue agisce come termoregolatore. Questo tipo di regolazione è attuato grazie al meccanismo fisico della conduzione del calore. Circolando dalla periferia verso gli organi interni, in cui la temperatura è più elevata, il sangue sottrae parte del calore generato, e grazie al suo scorrere, man mano che si riavvicina alle zone periferiche, lo cede all'esterno del corpo in virtù di un gradiente termico inverso al precedente.

difesa degli agenti patogeni il sangue svolge una funzione di primaria importanza nella difesa dell'organismo dagli agenti patogeni esterni, grazie alla presenza al suo interno di linee cellulari specializzate in questo senso, rappresentate dai globuli bianchi, attivi nella regolazione della risposta infiammatoria e immunitaria.


Parte liquida

È un liquido composto da acqua (93%) e contenente in sospensione grosse molecole proteiche (plasmaproteine). Esso contiene i 848c21i n soluzione svariati elettroliti e molecole inorganiche, nonché diverse molecole organiche con valore nutritivo (glucidiche, lipidiche e protidiche) la cui concentrazione varia entro limiti ristretti. Nel plasma si riversano anche i prodotti del catabolismo cellulare, rappresentati da :

-urea

-acido urico

-creatinina

-bilirubina

Trasporta, in forma fisicamente disciolta, gas come O2, CO2, N2.

elettroliti plasmatici è costituita da ioni sodio (Na), potassio (K), calcio (Ca), cloro (Cl) e magnesio (Mg), i quali tengono a mantenere concentrazioni costanti, mentre gli ioni bicarbonato (HCO3) e fosfato (HPO4) sono presenti nel plasma in concentrazioni variabili, anche se il bicarbonato è molto più abbondante. La componente elettrolitica svolge funzioni per il mantenimento dell'omeostasi dell'organismo. Partecipa al controllo della pressione osmotica e del pH, funge da elemento catalizzatore per numerose attività enzimatiche, è essenziale per gli equilibri elettrochimici transmembranari delle cellule dei vari tessuti.

sodio: è il catione più abbondante nel plasma e nei liquidi extra ed è il maggior responsabile del mantenimento della pressione osmotica del sangue, contribuendo al controllo del volume ematico. L'iponatriemia può dipendere da una perdita di Na e da un incremento di acqua nel plasma. L'ipernatriemia può essere il risultato di un'assunzione inadeguata di acqua

potassio: lo ione k è abbondante a livello intracellulare ma piuttosto scarso a livello extracellulare e plasmatico. L'ipokaliemia può essere indotta da vomito, diarrea, assunzione di diuretici od ormoni mineralcorticoidi. L'iperkaliemia può essere il segno di una disfunzione a livello degli ormoni mineralcorticoidi

cloro: lo ione Cl è l'anione più abbondante nel plasma. L'ipocalcemia può essere dovuta a vomito e ad acidosi metabolica. L'ipercalcemia può essere dovuta a ipervitaminosi D e ad alterazioni della tiroide e delle paratiroidi

cationi bivalenti: sono presenti nel plasma in concentrazioni relativamente basse, variazioni della concentrazione possono portare a conseguenze anche gravi

bicarbonato: la concentrazione nel sangue arterioso non si discosta molto da 24 mM, il suo valore dipende dalla disponibilità di CO2 quale prodotto del metabolismo cellulare in quanto tende a formare acido carbonico che poi va incontro a dissociazione

proteine plasmatiche svolgono importanti funzioni che consistono nel regolare la pressione colloido-osmotica e il pH del sangue, nel contribuire ai meccanismi dell'omeostasi e dell'immunità umorale, nel fungere da trasportatori di varie molecole organiche e inorganiche, nel costituire una riserva pronta di materiale proteico in condizioni di deficit. Tramite la tecnica di analisi dell'elettroforesi è possibile separare  misurare la quantità relativa di ciascuna frazione di proteine plasmatiche.

-albumina: la normale concentrazione ematica è pari a 7gr/100 ml. Costituisce il 51-63% delle proteine totali, è sintetizzata dal fegato e da questo immessa nel sangue. La sua funzione è quella di mantenere la pressione oncotica del sangue, ma essa è un trasportatore di piccole molecole come calcio, bilirubina, acidi grassi liberi, aminoacidi essenziali, nonché di ormoni come il cortisolo o la tiroxina.

-globulina: nella frazione a1 sono comprese le lipoproteine, tra cui le HDL che hanno una valenza protettiva ai fini del rilascio di colesterolo aterogeno, e le globulina che veicolano gli ormoni nel sangue. Nella frazione a2 si trova la ceruloplasmina (che veicola il rame), la protrombina (importante fattore della coagulazione) e l'eritropoietina (un ormone che stimola la proliferazione dei globuli rossi). La frazione b-globulina contiene lipoproteine deputate al trasporto di trigliceridi e vitamine liposolubili, nonché la transferrina che veicola il ferro. La frazione g-globulina include le immunoglobuline (Ig) o anticorpi.



-fibrinogeno: grossa proteina prodotta dal fegato, ha funzione essenziale nel meccanismo dell'emostasi.

regolazione del pH la concentrazione plasmatica degli ioni H riveste grande importanza funzionale e il suo mantenimento entro limiti di variabilità molto stretti rientra tra le azioni che l'organismo mette in atto ai fini del mantenimento dell'omeostasi corporea. Nel sangue si trovano numerose molecole che, per il fatto di essere in soluzione acquosa, si scindono o si riaggregano secondo l'equazione: HA H A condizionando in questo modo la concentrazione dello ione H. Se si considera il sangue a livello arterioso, il suo pH può oscillare tra 7,37 e 7,43 con un valore medio di circa 7,4. In relazione al pH, il sangue è una soluzione con una debole reazione alcalina. L'importanza di un pH del sangue che mantenga valori entro i limiti fisiologici di variabilità è una condizione essenziale per il corretto metabolismo, l'attività di molti enzimi intra ed extra è pH-dipendente. I meccanismi che concorrono al mantenimento del pH sono:

-sistema tampone del sangue

-diffusione ed eliminazione dell'anidride carbonica con la ventilazione polmonare

-escrezione renale di ioni idrogeno

Pressione osmotica se tra due comparti dell'organismo, separati da un sistema di membrana che permette il passaggio dell'acqua ma che ostacola il passaggio dei soluti, sussiste una situazione di diverse concentrazioni tra le sostanze in soluzione e/o sospensione, tra essi si attua un passaggio netto di acqua che va dal comparto con minore concentrazione al comparto con maggiore concentrazione.

Il flusso unidirezionale cesserà solo quando tra i due comparti si sarà stabilita un'identica concentrazione di particelle in soluzione. Questo genere di fenomeni prende il nome di osmosi e la pressione che genera un flusso netto di acqua tra due comparti con differente concentrazione di soluto si chiama pressione osmotica (p). Da essa dipendono fenomeni importanti come:

-la diffusione transcapillare di acqua, sali e sostanze nutritive;

-l'ultrafiltrazione renale a cui consegue l'eliminazione dei cataboliti del sangue tramite l'urina

-la regolazione del volume totale del sangue circolante (volemia), che è una variabile fondamentale per la regolazione della pressione arteriosa

Se le particelle solide sono di notevoli dimensioni la pressione generata da una loro differenza di concentrazione intercompartimentale prende il nome di pressione colloido-osmotica od oncotica. Nel caso del plasma la pressione che può generare un flusso d'acqua transcapillare è sia di tipo osmotico (pe) sia di tipo oncotico (pp).


Parte corpuscolata

Gli elementi figurati del sangue sono distinti in globuli rossi (eritrociti), globuli bianchi (leucociti) e piastrine.

Emopoiesi insieme degli eventi che portano alla formazione dei vari tipi di cellule ematiche. L'attività emopoietica ha sede nel midollo osseo. Nell'adulto il midollo emopoietico è confinato nelle vertebre, nelle coste, nelle ossa del cranio e della pelvi e nell'epifisi prossimale del femore e dell'omero. Globuli rossi, globuli bianchi e piastrine hanno origine da uno stesso tipo si cellule staminali le quali, sotto l'azione di vari fattori di crescita, si suddividono differenziandosi sempre più e dando luogo alla fine alle diverse linee di cellule ematiche specializzate. I fattori di crescita emopoietici, le citochine, rivestono un'importanza critica nello sviluppo quantitativo e qualitativo dei diversi prodotti finali dell'emopoiesi.

striscio di sangue la frazione cellulare del sangue è costituita in massima parte (98%) dai globuli rossi mentre il restante (2%) è rappresentato da globuli bianchi o leucociti, tra cui i linfociti, i monoliti e i granulociti neutrofili, eosinofili e basofili. Le piastrine sono notevolmente più piccole delle altre strutture cellulari.

esame emocromocitometrico in un soggetto adulto e sano i globuli rossi presenti nel sangue (RBC) devono mantenersi tra 4,3 e 5,7 milioni/ml negli uomini e tra 3,8 e 4,9 milioni/ml nella donna. L'emoglobina (HGB) oscilla tra 13,5 e 17,5 g/dl negli uomini e 12 e 16 g/dl nelle donne. Il valore d'ematocrito (HCT), che esprime la percentuale del volume del sangue occupato dalla frazione cellulare, si attesta tra 42% e il 52% negli uomini e tra il 36% e il 48% nelle donne. L'apparecchiatura automatica fornisce anche una serie di indici derivati dai precedenti che rivestono grande importanza ai fini diagnostici. Essi sono: il volume corpuscolare medio, la concentrazione emoglobinica corpuscolare media, l'emoglobina corpuscolare media e il coefficiente di distribuzione degli eritrociti. L'esame automatico del sangue riporta anche la formula leucocitaria, ovvero la quantità relativa dei diversi tipi di globuli bianchi (           WBC) sul totale contenuto nel sangue. I valori di riferimento per gli adulti, maschi e femmine, oscillano tra 4000 e 11000 /ml di sangue. La percentuale di granulociti neutrofili sul totale di WBC negli adulti oscilla tra 50-70%, quella dei granulociti eosinofili tra 2-5%, quella dei granulociti basofili tra 0-1%. I monoliti sono compresi tra 5-8%, i linfociti si attestano intorno al 30%, con ampia variabilità in funzione del livello di attività del sistema immunitario



globuli rossi: sono cellule prive di nucleo, e presentano una morfologia biconcava e discoide. Questa morfologia delle superfici di membrana degli eritrociti ne aumenta l'area di contatto con l'ambiente esterno e ne riduce la distanza interna compresa tra le due superfici. Ciò consente rapidità di passaggio intra ed extracellulare per l'ossigeno e l'anidride carbonica favorendo il legame con l'emoglobina. La struttura a disco biconcava delle emazie le rende anche particolarmente resistenti alle deformazioni meccaniche cui esse vanno incontro ogni volta che attraversano condotti stretti come i capillari. Hanno una vita media di circa 120 gg.

emoglobina: è una struttura proteica di tipo tetramerico formata da due coppie di catene globuliniche tra loro differenti (a b2). Può essere presente in due forme isometriche: desossiemoglobina (non lega con O2) e ossiemoglobina (lega con O2). Al centro di ognuna delle 4 catene polipeptidiche si trova una molecola organica di tipo non proteico, detta eme, formata da 4 anelli pirrolici con al centro un atomo di Fe allo stato bivalente. È il Fe dell'eme che lega l'O2 tramite un legame di ossigenazione in quantità dipendente dalla pressione parziale di questo gas nel sangue. La capacità di trasportare ossigeno da parte dell'emoglobina può essere facilmente calcolata considerando che il sangue normale contiene mediamente 15g di emoglobina/100ml e che 1g di emoglobina può legarsi con un massimo di 1,34ml di O2 (15g/100ml * 1,34ml/g = 20,1 ml di O2/100ml di sangue).

-globuli bianchi: rappresentano nel loro insieme l'apparato di difesa contro gli agenti patogeni. Durante la risposta infiammatoria nella zona attaccata dagli agenti patogeni si osservano vasodilatazioni e aumento della permeabilità capillare, con migrazione dei leucociti circolanti. Questi iniziano un processo di migrazione verso gli spazi extracapillari sospingendo pseudopodi attraverso le giunzioni intercellulari dell'endotelio capillare in modo da attraversarlo. Una volta al di fuori dei capillari, si muovono per chemiotassi (lungo un gradiente chimico) raggiungendo il punto focale dell'infiammazione, dove danno inizio ai processi di distruzione degli agenti patogeni tramite il meccanismo della fagocitosi. Le particelle o microrganismi fagocitati sono inglobati in formazioni endocellulari, fagolisosomi, e uccisi o distrutti tramite una serie di reazioni enzimatiche di tipo ossidativo.  Una volta fuoriusciti dai vasi i monociti tendono a trasformarsi in macrofagi, grosse cellule capaci di produrre ed esporre sulla propria membrana particolari molecole contenenti elementi proteici del microrganismo fagocitato, il complesso maggiore di istocompatibilità. Queste molecole fungono da segnali per l'inizio delle reazioni immunitarie da parte dei linfociti. I granulociti eosinofili aumentano il loro numero in condizioni di allergia e parassitosi. Sono sensibili alla presenza di complessi antigene-anticorpo formatisi in seguito alle reazioni immunitarie di tipo umorale. Tramite la chemiotassi, si portano nei luoghi di accumulo di tali formazioni, distruggendo gli immunocomplessi grazie al loro contenuto in per ossidasi e fosfatasi, enzimi con grande capacità litica. I granulociti basofili contengono eparina e istamina e contribuiscono alla reazione infiammatoria. Hanno anche la capacità di richiamare in zona i neutrofili.

-piastrine: fanno parte della componente corpuscolare del sangue e sono mediamente comprese tra 150.000 e 350.000/ml di sangue. Si tratta di piccoli corpuscoli dotati di membrana, che hanno origine dalla frammentazione di grosse cellule, i megacariociti. Questi si trovano nel midollo osseo e prendono origine come tutte le altre cellule del sangue, dalle cellule staminali emopoietiche.


Emostasi

È il processo attraverso il quale l'organismo evita perdite di sangue in seguito a lesioni dei vasi. Si tratta di un processo molto complesso e le sue alterazioni possono essere estremamente gravi. Anche una ridotta attività della funzione emostatica può essere molto pericolosa, perché associata al rischio di gravi emorragie.

vasocostrizione è la prima risposta a una lesione vasale. È dovuta all'attivazione riflessa dell'innervazione ortosimpatica dei vasi, che provoca uno spasmo della muscolatura liscia contenuta nelle loro pareti.

tappo piastrinico le cellule della parete vasale danneggiate liberano adenosin-difosfato (ADP) che è un agente chemiotatico per le piastrine. Queste si aggregano nel punto di lesione formando un tappo piastrinico.

coagulazione con la formazione del tappo piastrinico si innesca il processo della coagulazione, che è il risultato dell'interazione di un numero cospicuo di fattori di origine tissutale, piastrinica e plasmatica. Porta alla rigenerazione del tessuto nel punto della lesione

-formazione del coagulo: gli eventi principali possono essere così riassunti:

i tessuti lesionati rilasciano una lipoproteina, la tromboplastina, che in presenza di ioni Ca e altri fattori plasmatici porta alla formazione del  fattore di conversione della protrombina

la protrombina, globulina plasmatici prodotta dal fegato, si trasforma in trombina, un enzima capace di agire sul fibrinogeno

il fibrinogeno, plasmaproteina, in presenza di trombina si converte in monomeri di fibrina, i quali polimerizzano spontaneamente formando sul luogo della lesione una fine rete di fibre la quale intrappola globuli rossi e piastrine dando luogo al coagulo stabile.



-retrazione del coagulo: una volta che il coagula si è stabilizzato inizia un processo tramite il quale da esso viene espulso il siero e si avvicinano i lembi della lesione. Questo processo avviene grazie alla presenza nel coagulo di trombostenina, fattore piastrinico con caratteristiche di proteina contrattile, che per accorciarsi necessita della presenza di trombina e di ATP.

-processi di riparazione della lesione: si innescano i processi di riparazione del vaso e di dissoluzione del coagulo che portano alla completa ristrutturazione del tessuto precedentemente lesionalo. Questo processo è il risultato della degradazione della fibrina in frammenti solubili ad opera dell'enzima plasmina, che deriva da una b-globulina plasmatici, il plasminogeno.

test per la valutazione dell'emostasi la valutazione clinica della coagulazione rientra tra gli esami di routine di laboratorio. Si utilizzano sia test classici, alquanto aspecifici, con una valenza diagnostica qualitativa, sia test più moderni e specifici

-tempo di sanguinamento: si basa sulla misura del tempo che passa dall'inizio del sanguinamento di una piccola lesione cutanea e la sua cessazione, stando attenti ad asciugare continuamente la ferita con della carta assorbente. Normalmente oscilla tra 1,5 e 8 minuti. Consente di verificare l'efficacia della prima fase del processo coagulativo, derivante dall'interazione tra le piastrine e la parete vasale, ai fini della formazione del tappo piastrinico

-tempo di retrazione del coagulo: si preleva una quantità definita di sangue venosa (5ml) con cui si riempie una provetta di vetro siliconato a 37°C, la quale è osservata ad intervalli predefiniti. Si ha retrazione del coagulo in un tempo compreso tra 18 e 25 minuti. L'indicazione è in relazione con la funzionalità delle piastrine e del fibrinogeno utilizzati: più lungo è il tempo di retrazione meno abbondanti e funzionali saranno questi due fattori della coagulazione

-tempo di protrombina: consiste nel misurare in quanto tempo un campione di sangue, posto a 37°C e precedentemente decalcificato, forma i primi filamenti di fibrina a partire da una nuova aggiunta di Ca. Questo intervallo oscilla tra 9 e 14 secondi. È predittivo di disturbi della coagulazione dovuti a patologie epatiche, come la cirrosi e/o mancanza di vit K.


Massa sanguigna

Nel neonato il volume totale di sangue (volemia) è di circa 100 ml per kg. Si riduce nei primi anni di vita per poi riprendere ad aumentare con il peso corporeo fino a raggiungere, nell'adulto, valori di circa 80 ml/kg nei maschi e 60 ml/kg nelle femmine. Vi sono particolari condizioni a cui va incontro l'organismo che possono causare variazioni del volume ematico

variazioni posturali il mantenimento della postura eretta per un tempo prolungato può ridurre il volume ematico anche del 15% a causa dell'aumentata pressione di filtrazione capillare, che induce un flusso netto di liquidi dai capillari verso lo spazio interstiziale

variazioni stagionali rispetto all'inverno, si osserva in estate un aumento del volume ematico a carico del solo volume plasmatici, che può aumentare anche del 30%

malnutrizione il digiuno prolungato associato al calo ponderale induce una riduzione del volume ematico nonostante un aumento del volume plasmatici. Ciò provoca l'instaurarsi di una situazione di anemia come conseguenza dell'iponutrizione

gravidanza verso la fine del periodo di gravidanza si può verificare un aumento della volemia che arriva fino al 50%

attività fisica l'attività fisica intensa e prolungata può indurre un aumento della massa ematica, in cui l'incremento del volume plasmatici è superiore a quello della massa eritrocitaria


Risposta immunitaria

I linfociti sono responsabili della risposta immunitari cellulo-mediata (Linfociti T) e di quella anticorpo-mediata o umorale (Linfociti B) e quindi della difesa dell'organismo dagli antigeni. I linfociti T diventano efficienti dopo essere passati dal Timo dove acquistano i marcatori di superficie CD4 o CD8 diventando potenzialmente orientati verso funzioni proliferative o soppressive. Le risposte immunitarie, sia cellulo-mediate sia umorali, mantengono memoria degli eventi pregressi. Le prime differenziano un certo numero di CD4 e CD8 verso la formazione di cellule T di memoria, le seconde orientano la produzione di una certa quantità di cellule B con capacità di memoria. Queste cellule consentono un rapido avvio della risposta immunitaria nel caso di successiva infezione da parte dello stesso agente patogeno.


Gruppi sanguigni

A livello della membrana eritrocitaria si trovano molecole di tipo antigenico che, nell'individuo che li produce, non danno luogo alla produzione di anticorpi specifici. Per quanto gli antigeni eritrocitari siano centinaia, solo due di essi sono in grado di provocare reazioni di agglutinazione nell'ospitante che non li sintetizza: gli agglutinogeni di tipo A e B. La presenza del fattore A sulle membrane delle emazia si accompagna alla sintesi di agglutinine anti-B, il contrario succede nelle emazia che presentano il fattore B. Sangue di gruppo A non potrà essere trasfuso in soggetti che presentano sui loro eritrociti l'agglutinogeno B e viceversa. Vi sono soggetti che presentano sulla membrana dei propri eritrociti agglutinogeni sia di tipo A che B e che nel loro plasma non presentano anticorpi né anti-A né anti-B, per cui possono ricevere sangue da entrambi i gruppi, oltre che dal gruppo AB. Vi sono soggetti i cui globuli rossi non presentano agglutinogeni ma nel loro plasma hanno anticorpi anti-A e anti-B, non possono essere trasfusi se non con il sangue del loro stesso gruppo ma possono donare il loro snche a soggetti con diverso gruppo sanguigno. La membrana delle emazie di circa l'80% degli esseri umani presenta l'antigene D, o fattore Rh, con elevata capacità agglutinogena. Nei soggetti privi del fattore D (Rh-) una trasfusione con sangue proveniente da soggetti Rh+ può provocare la formazione di anticorpi anti-Rh che, in seguito a una successiva trasfusione, distruggeranno le cellule Rh+.








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