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1 FCM 2021.1 – REBECA ALVES Composição do sangue: consiste em plasma e elementos celulares. O sangue contribui para a homeostasia transportando oxigênio, dióxido de carbono, nutrientes e hormônios para dentro e para fora das células do corpo. Ele ajuda a regular o pH e a temperatura corporais e fornece proteção contra doenças por meio de fagocitose e produção de anticorpos. O sangue é um tecido conjuntivo líquido que consiste em células circundadas por matriz extracelular líquida. A matriz extracelular é chamada de plasma sanguíneo e suspende várias células e fragmentos celulares. Líquido intersticial é o líquido que banha as células do corpo. Constitui um quarto do líquido extracelular, o meio interno que banha as células, e atua como intermediário entre as células e o meio externo. Composto por: água (92%), proteínas (7%) e moléculas orgânicas dissolvidas (1%). O plasma é idêntico em composição ao líquido intersticial, exceto pela presença de proteínas plasmáticas. As albuminas são o tipo de proteína mais prevalente no plasma, constituindo cerca de 60% do total. Algumas globulinas, conhecidas como imunoglobulinas ou anticorpos, são sintetizadas e secretadas por células sanguíneas especializadas, em vez de pelo fígado. - Glóbulos vermelhos ou eritrócitos ou hemácias; Os eritrócitos perdem seu núcleo no momento que entram na corrente sanguínea. Desempenham um papel importante no transporte de oxigênio dos pulmões para os tecidos e de dióxido de carbono dos tecidos para os pulmões. - Glóbulos brancos ou leucócitos; Os leucócitos são as únicas células plenamente funcionais na circulação. Desempenam um papel importante na resposta imune. O sangue contém cinco tipos de leucócitos maduros: (1) linfócitos, (2) monócitos, (3) neutrófilos, (4) eosinófilos e (5) basófilos. Monócitos que deixam a circulação e entram nos tecidos se diferenciam em macrófagos. Basófilos teciduais são chamados de mastócitos. Neutrófilos, monócitos e macrófagos são coletivamente conhecidos como fagócitos, pois eles podem englobar e ingerir partículas estranhas, como as bactérias (fagocitose). Os linfócitos, muitas vezes, são denominados imunócitos, porque são responsáveis por respostas imunes específicas contra os invasores. Os basófilos, os eosinófilos e os neutrófilos são denominados granulócitos, uma vez que contêm inclusões citoplasmáticas que lhes dão uma aparência granular. - Plaquetas ou trombócitos. Não possuem núcleo. São fragmentos celulares originados de uma grande célula-mãe, chamada megacariócito. São fundamentais no processo de coagulação. Transporte - o sangue transporta oxigênio dos pulmões para as células do corpo, e dióxido de carbono das células corporais para os pulmões. Além disso, leva os nutrientes do sistema digestório para as células corporais e hormônios das glândulas endócrinas para outras células. O sangue também transporta calor e resíduos para diversos órgãos a fim de que sejam eliminados. Regulação - o sangue circulante ajuda a manter a homeostasia de todos os líquidos corporais, regula o PH usando tampões, auxilia na regulação da temperatura corporal. Proteção – o sangue é capaz de coagular, propriedade que protege contra perdas excessivas do sistema circulatório depois de uma lesão. Seus leucócitos protegem contra doenças, realizando fagocitose. O processo pelo qual os elementos figurados do sangue se desenvolvem é chamado de hematopoese, eritropoese ou hematopoese, ocorre, principalmente, na medula óssea vermelha depois do nascimento. Antes do nascimento, a hematopoese ocorre primeiramente no saco vitelino do embrião e, depois, no fígado, no baço, no timo e nos linfonodos do feto. A medula óssea vermelha se torna o principal local de hematopoese nos últimos 3 meses da gravidez e continua sendo a fonte de células sanguíneas depois do nascimento e ao longo da vida. As células sanguíneas são todas descendentes de um único tipo de precursor celular, denominado célula-tronco hematopoiética pluripotente, células encontradas na medula óssea. A fim de formar células sanguíneas, as células tronco pluripotentes na medula óssea vermelha produzem mais dois tipos de células tronco, 2 FCM 2021.1 – REBECA ALVES que possuem a capacidade de se desenvolver em vários tipos celulares. Essas células tronco são chamadas de células tronco mieloides e células tronco linfoides. As células tronco mieloides começam o seu desenvolvimento na medula óssea vermelha e dão origem a hemácias, plaquetas, monócitos, neutrófilos, eosinófilos, basófilos e mastócitos. As células tronco linfoides, que dão origem aos linfócitos, começam o seu desenvolvimento na medula óssea vermelha, porém o completam nos tecidos linfáticos. As células tronco linfoides também originam as células natural killer (NK). O que controla a produção e o desenvolvimento das células sanguíneas? Os responsáveis são os fatores químicos, chamados de citocinas. As citocinas são peptídeos ou proteínas liberadas de uma célula, que afetam o crescimento ou a atividade de outra célula. As citocinas recentemente descobertas são, em geral, chamadas de fatores, com o acréscimo de um modificador que descreve suas ações: fator de crescimento, fator de diferenciação, fator trófico (nutritivo). Algumas das citocinas mais conhecidas na hematopoiese são os fatores estimuladores de colônia, moléculas produzidas por células endoteliais e leucócitos. Outros são as interleucinas, como a IL-3. O nome interleucina foi inicialmente dado a citocinas liberadas por um leucócito para agirem em outro leucócito. Outra citocina hematopoiética é a eritropoetina, que controla a síntese de eritrócitos. Os fatores estimuladores de colônia (CSFs) foram identificados e nomeados por sua capacidade de estimular o crescimento de colônias de leucócitos em cultura. A trombopoetina (TPO) é uma glicoproteína que regula o crescimento e a maturação dos megacariócitos, as células progenitoras das plaquetas. A TPO é produzida principalmente no fígado. A produção de eritrócitos (eritropoiese) é controlada pela glicoproteína eritropoetina (EPO), auxiliada por várias citocinas. A EPO é sintetizada principalmente nos rins dos adultos. Os eritrócitos, ou glóbulos vermelhos, estão entre os mais abundantes tipos celulares no sangue. A função principal dos eritrócitos é facilitar o transporte de oxigênio dos pulmões às células e o transporte do dióxido de carbono das células aos pulmões. Na medula óssea, as células progenitoras comprometidas se diferenciam, após vários estágios, em grandes eritroblastos nucleados. No último estágio antes da maturação, o núcleo é perdido e fagocitado por macrófagos da medula óssea. Ao mesmo tempo, outras organelas com membrana (como as mitocôndrias) são degradadas e desaparecem. Eritrócitos maduros de mamíferos em uma solução isotônica são discos bicôncavos, preenchidos com enzimas e hemoglobina. A estrutura em forma de disco dos eritrócitos também possibilita que eles modifiquem sua forma em resposta a mudanças osmóticas no sangue. Pelo fato de os eritrócitos não conterem mitocôndrias, eles não podem realizar metabolismo aeróbio. Assim, a glicólise é sua fonte principal de ATP. Sem um núcleo ou retículo endoplasmático para executar a síntese proteica, os eritrócitos são incapazes de produzir novas enzimas ou de renovar componentes de membrana. Essa incapacidade leva a uma perda da flexibilidade da membrana, tornando as células velhas mais frágeis e passíveis de ruptura. 3 FCM 2021.1 – REBECA ALVES A hemoglobina (Hb) é uma grande e complexa proteína com quatro cadeias proteicas globulares, cada uma envolvendo um grupo heme contendo ferro. Existem muitas isoformas das proteínas globinas na hemoglobina. As isoformas mais comuns são designadas alfa, beta, gama e delta, dependendo da estrutura da cadeia. A maiorparte da hemoblobina de adultos (designada HbA) tem duas cadeias alfa e duas cadeias beta. Os quatro grupos heme em uma molécula de hemoglobina são idênticos. Cada um consiste em um anel porfirínico composto por carbono-hidrogênio-nitrogênio com um átomo de ferro (Fe) no centro. Cerca de 70% do ferro no corpo é encontrado nos grupos heme da hemoglobina. Como resultado, a síntese de hemoglobina requer um suprimento adequado de ferro na dieta. O ferro é absorvido no intestino delgado por transporte ativo. O ferro é transportado no sangue pela transferrina (proteína carreadora) e estocado principalmente no fígado na proteína ferritina. A medula óssea capta o ferro e o utiliza para produzir o grupamento heme da hemoglobina para o desenvolvimento dos eritrócitos. Quando a hemoglobina é quebrada, alguns grupos heme são convertidos em bilirrubina, que é incorporada em bile e excretada. Concentrações de bilirrubina elevadas no sangue causam icterícia. Algumas anemias são resultado de moléculas de hemoglobina anormais. A anemia falciforme é um defeito genético no qual o glutamato, o sexto aminoácido da cadeia de 146 aminoácidos da hemoglobina, é substituído por valina. O resultado é hemoglobina anormal (uma forma referida como HbS) que cristaliza quando libera seu oxigênio. Essa cristalização deixa os eritrócitos com uma forma de foice. As células falciformes se enredam com outras células falciformes, à medida que passam pelos vasos sanguíneos menores, fazendo as células se aglomerarem e bloquearem o fluxo sanguíneo para os tecidos. Esse bloqueio causa danos nos tecidos e dor por hipóxia. 4 FCM 2021.1 – REBECA ALVES As plaquetas são fragmentos de células, produzidos na medula óssea, a partir de células enormes, chamadas de megacariócitos, preenchidos com grânulos contendo proteínas da coagulação e citocinas. E esses fragmentos de células são ativadas pelo dano ao endotélio vascular. As plaquetas são menores do que os eritrócitos, sem cor, e não possuem núcleo. Seu citoplasma contém mitocôndria, retículo endoplasmático liso e numerosas vesículas ligadas à membrana, chamadas de grânulos, que são preenchidos com uma variedade de citocinas e fatores de crescimento. Elas são mais bem conhecidas por seu papel em ajudar a prevenir a perda de sangue, contudo, recentemente, cientistas têm demonstrado que elas também agem como células imunes e mediadores da resposta inflamatória. Devido à sua natureza fluida, o sangue flui livremente por todo o sistema circulatório. Contudo, se há uma ruptura na “tubulação” do sistema, o sangue se perderá, a não ser que alguns passos sejam dados. Primeiro, a pressão no vaso deve ser diminuída por tempo suficiente para criar um tampão mecânico seguro na forma de um coágulo de sangue. Uma vez que o coágulo está no lugar e a perda de sangue foi interrompida, os mecanismos de reparo do corpo podem assumir o controle. A hemostasia é o processo de manter o sangue dentro de um vaso sanguíneo danificado. Possui três passos principais: 1- Vasoconstrição: a fim de reduzir o fluxo sanguíneo e a pressão no vaso temporariamente. 2- Bloqueio mecânico temporário por tampão plaquetário: a formação do tampão inicia com a adesão plaquetária, quando as plaquetas aderem ou são expostas ao colágeno na área danificada. O colágeno exposto desencadeia a adesão plaquetária e a agregação plaquetária. O tampão plaquetário é convertido em um coágulo quando reforçado por fibrina. Os tampões plaquetários são restritos aos locais de lesão pela prostaciclina na membrana do endotélio vascular intacto. Os anticoagulantes limitam a extensão do coágulo sanguíneo dentro do vaso. 3- Coagulação: a formação de um coágulo que sela o orifício até que o tecido seja reparado. O colágeno exposto e o fator tecidual (uma mistura de proteínas e fosfolipídeos) inicia o terceiro passo, a formação de uma rede de proteína fibrina, que estabiliza o tampão plaquetário para formar um coágulo. A fibrina é o produto final de uma série de reações enzimáticas, denominada cascata da coagulação. Por fim, quando o vaso danificado é reparado, o coágulo retrai quando a fibrina é lentamente dissolvida pela enzima plasmina. 5 FCM 2021.1 – REBECA ALVES Resumindo: Quando um vaso é inicialmente danificado, o colágeno exposto e substâncias químicas provenientes das células endoteliais ativam as plaquetas. E essa ativação das plaquetas inicia o processo da coagulação. As plaquetas aderem ao colágeno com a ajuda de integrinas, proteínas receptoras de membrana que são ligadas ao citoesqueleto. A ligação ativa as plaquetas e elas liberam o conteúdo de seus grânulos intracelulares, incluindo serotonina (5- hidroxitriptamina), ADP e fator de ativação plaquetária (PAF). O PAF inicia uma alça de retroalimentação positiva, ativando mais plaquetas. O PAF também inicia vias que convertem os fosfolipídios de membrana em tromboxano A2. A serotonina e o tromboxano A2 são vasoconstritores e, também, contribuem para a agregação plaquetária, juntamente com ADP e PAF. O resultado final é o crescimento de um tampão plaquetário que sele a parede do vaso danificado. A coagulação é dividida em duas vias que, eventualmente, convergem a uma via comum. Uma via intrínseca (ou via de ativação por contato) inicia quando o dano aos tecidos expõe o colágeno. A via intrínseca usa proteínas já presentes no plasma. O colágeno ativa a primeira enzima, o fator XII, iniciando a cascata. Uma via extrínseca (ou via de lesão celular ou do fator tecidual) inicia quando os tecidos danificados expõem o fator tecidual, também chamado de tromboplastina tecidual ou fator III. O fator tecidual ativa o fator VII, iniciando a via extrínseca. As duas vias unem-se na via comum, produzindo trombina, que é a enzima que converte o fibrinogênio em polímeros insolúveis de fibrina, e esse é o passo final da coagulação. Essas fibras de fibrina se tornam parte do coágulo. O fator XIII ativo converte a fibrina em um polímero com ligações cruzadas, o qual estabiliza o coágulo. Quando o vaso é reparado, o coágulo é degradado pela enzima plasmina, que tem sua forma inativa como integrante do coágulo, o plasminogênio. Depois da coagulação, a trombina, um fator na cascata de coagulação, age com um segundo fator, chamado de ativador de plasminogênio tecidual (tPA) para converter o plasminogênio inativo em plasmina. A plasmina, então, quebra a fibrina, em um processo chamado de fibrinólise. Uma vez que a coagulação se inicia, o que a impede de continuar até toda a circulação tenha sido coagulada? Dois mecanismos limitam a extensão da coagulação do sangue dentro de um vaso: (1) inibição da adesão plaquetária e (2) inibição da cascata de coagulação e produção de fibrina. O cálcio é um fator coagulante essencial, assim, sem Ca2+, a coagulação não pode ocorrer. 6 FCM 2021.1 – REBECA ALVES – nome dado a várias doenças nas quais um dos fatores da cascata de coagulação é defeituoso ou ausente. A hemofilia A, uma deficiência do fator VIII, é a forma mais comum, ocorrendo em cerca de 80% de todos os casos. Esta é uma doença recessiva ligada ao sexo que afeta normalmente só os homens. hemofilia B, uma deficiência no fator de coagulação IX. Hemofilia é uma deficiência hereditária da coagulação na qual pode ocorrer sangramento de maneira espontânea ou após microtraumatismos. É o mais antigo distúrbio hemorrágico hereditário conhecido; já foram encontradas descrições da doença oriundas do início do século II a.C. Em geral, a hemofilia acomete homens e muitas vezes é referida como “a doença real”, pois muitos descendentes da rainha Victória, começando com um dos seus filhos, foram afetados pela doença. Os diferentes tipos de hemofilia são decorrentes de deficiências de fatores distintos da coagulação sanguínea e exibem diversos graus de gravidade, variando de tendências hemorrágicas leves a significativas. Ahemofilia é caracterizada por hemorragias intramusculares e subcutâneas traumáticas ou espontâneas, sangramentos nasais, hematúria e hemorragias nas articulações que provocam dor e dano tecidual. O tratamento envolve transfusões de plasma fresco ou concentrados do fator de coagulação deficiente para atenuar a tendência ao sangramento. Outro tratamento é a desmopressina (DDAVP), que pode elevar os níveis dos fatores de crescimento. – limitam a extensão do coágulo sanguíneo dentro do vaso. O corpo produz dois anticoagulantes, heparina e antitrombina III, as quais trabalham juntas para bloquear os fatores ativos IX, X, XI e XII. A proteína C, outro anticoagulante do corpo, inibe os fatores de coagulação V e VIII. O ácido acetilsalicílico (aspirina) é um agente que impede a formação do tampão plaquetário. Ele age por inibir as enzimas COX, que promovem a síntese do ativador plaquetário tromboxano A2. Os anticoagulantes cumarínicos, como a varfarina, bloqueiam a ação da vitamina K, um cofator na síntese do fator de coagulação II (trombina), VII, IX e X. Questionário: - Descrever as funções do sangue - Descrever as características físicas e os principais componentes do sangue. 1. Cite os cinco tipos de leucócitos. 2. Por que dizemos que os eritrócitos e as plaquetas não são células totalmente funcionais? 3. Com base no que você aprendeu sobre a origem e o papel das proteínas plasmáticas, explique por que os pacientes com degeneração avançada do fígado frequentemente apresentam edema 4. Cite a(s) citocina(s) que regula(m) o crescimento e a maturação dos (a) eritrócitos, (b) leucócitos e (c)megacariócitos. 5. Diferencie (a) heme e hemoglobina, e (b) ferritina e transferrina. 6. A bile é uma secreção endócrina ou exócrina? De que maneira o plasma sanguíneo é semelhante ao líquido intersticial? Como se difere? Que substâncias o sangue transporta? Quantos quilogramas de sangue existem no seu corpo? Como o volume de plasma sanguíneo no seu corpo se compara ao volume de líquido em uma garrafa de 2 ℓ de CocaCola? Enumere os elementos figurados existentes no plasma sanguíneo e descreva suas funções. O que significa hematócrito mais alto e mais baixo que o normal? Se a agregação plaquetária é um evento de retroalimentação positiva, o que impede que o tampão plaquetário continue se formando e se espalhe além do local da lesão para outras áreas da parede do vaso? R= A resposta está no fato de que as plaquetas não aderem ao endotélio normal. As células endoteliais vasculares intactas convertem seus lipídeos de membrana em prostaciclina, um eicosanoide que bloqueia a adesão e agregação plaquetárias. O óxido nítrico, liberado pelo endotélio normal e íntegro, também inibe a adesão das plaquetas. A combinação da atração das plaquetas para o local da lesão e a repulsão da parede normal do vaso cria uma resposta localizada que limita o tampão plaquetário à área danificada.