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1 A INTERAÇÃO ENTRE AS CÉLULAS HEMATOLÓGICAS DURANTE AS SUAS ATIVIDADES Artigo de Revisão Maria de Lourdes Pires Nascimento, MD Hematologista, Universidade Federal da Bahia (UFBA) RESUMO As hemácias, leucócitos e plaquetas interagem durante as suas atuações no organismo. Estas células hematológicas possuem em suas membranas micropartículas (MPs) contendo fragmentos de DNA. Estas micropartículas são liberadas para a circulação sanguínea e participam das interações durante as atividades destas células sanguíneas. Nesta revisão levantamos a relação de alguns fatores que, se estiverem deficientes durante a hematopoiese, podem ter consequências nas relações entre hemácias, leucócitos e plaquetas. Palavras-Chaves: Hemácias, Leucócitos, Plaquetas, Micropartículas das Membranas ABSTRACT BLOOD CELL’S HEMATOLOGIC INTERACTIONS DURING THEIR HEMATOLOGIC ACTIVITIES Red cells, leukocytes and platelets during their actuation within one’s organism. These hematologic cells possess some membrane derived, microparticles (Mps), containing DNA fragments. These microparticles are released into blood circulation and participate in some interactions during those activities, performed by these blood cells. In this review, we are raising an hypothesis about the relationship between some factors which - when there is shortage of these cells during hematopoiesis – can bear consequences upon the relationship among red cells, leukocytes and platelets. Key Words: Red Cell, Leukocytes, Platelets, Membrane-derived Microparticles Geralmente quando se pensa no sistema sanguíneo atuando no corpo humano, se “interpreta” as células deste sistema tendo atuações específicas e independentes, tais como: a) Hemácias fornecendo O2 e recebendo CO2; b) Leucócitos sendo responsáveis pelas defesas do organismo; c) Plaquetas desencadeando a formação do coágulo sanguíneo e facilitando o início da cicatrização; d) Plasma é o meio pelo qual as Hemácias, Leucócitos e Plaquetas circulam em todos os tecidos, e também é quem leva os nutrientes, fornecendo as substâncias necessárias para cada tecido e aquelas que irão ser eliminadas através da urina, fezes e suor. Entretanto diversos trabalhos científicos já referem que na circulação sanguínea, durante o exercício das atividades das células sanguíneas, existem interações entre as Hemácias, Leucócitos e Plaquetas (2, 8, 21, 32, 35, 52, 54, 56). 2 Hemácias “estimulando” Plaquetas Em condições normais as Hemácias estimulam a ativação das Plaquetas, promovendo a liberação dos grânulos intracelulares das Plaquetas, que induzem ao recrutamento adicional de outras Plaquetas para a formação dos trombos. Esta ativação das Hemácias sobre as Plaquetas ocorre quando as Hemácias liberam ADP, sendo este um forte ativador Plaquetário. Nas condições em que surgem hemólises intravasculares também existe maior propensão para a formação de coágulos sanguíneos. Este é um dos motivos porque nas anemias hemolíticas existe hipercoagulabilidade e maior propensão para as complicações trombóticas (4, 22, 25, 60. Entretanto, qualquer modificação na morfologia das Hemácias circulantes, mesmo que estas alterações sejam consideradas “discretas” (ex.: anisocitose, hipocromia, microcitose, macrocitose, pecilocitose, hemácias em alvo, micrócitos), comprometem as atividades das Plaquetas, porque hemácias morfologicamente modificadas também interferem bioquimicamente na capacidade de resposta das Plaquetas, principalmente depois que as Plaquetas já estão ativadas (1, 51). Em pacientes com anemias nutricionais, se existir a diminuição do número de Plaquetas (Trombocitopenias) também haverá menor número de Plaquetas com capacidade de aderir às superfícies, consequentemente menor formação de Coágulos Plaquetários e maior propensão para sangramentos. Quando as Hemácias ativam as Plaquetas também interferem bioquimicamente, na capacidade das Plaquetas de regular a Hemóstase (1, 24, 51, 57, 58). Leucócitos “estimulando” Plaquetas No início de qualquer tipo de Reação de Defesa, os Leucócitos e as Plaquetas se relacionam porque, as membranas dos Leucócitos dos tipos Monócitos/Macrófagos, Neutrófilos e Basófilos, liberam um mediador químico – o Fator Ativador das Plaquetas (PAF) – que é uma fosfolípida endógena, sendo um fator que estimula a Agregação das Plaquetas (19, 47, 48, 50, 55). Relação das Plaquetas com os Leucócitos Além das suas atuações na Hemóstase, as Plaquetas também tem Funções Imunológicas, interagindo com os Patógenos durante as Defesas do Hospedeiro (52). Os Agregados Plaquetários que surgirem após a interação das Plaquetas com os Leucócitos, facilitam para que várias moléculas receptoras das Plaquetas sejam capazes de sensibilizar os Patógenos, surgindo um intenso intercâmbio, facilitando o inicio da apresentação de Antígenos dos Patógenos para que as respostas da Imunidade Adaptativa aconteçam. As Plaquetas tem “ligação preferencial” pelos Monócitos, vindo a seguir com os Neutrófilos (2). Entretanto estas respostas imunológicas em consequencia dos estímulos das Plaquetas são atividades que atuam nos seguintes Leucócitos: Monócitos/Macrófagos, Neutrófilos, Linfócitos B e T . Existem diversas evidências da associação entre as reações da Infecção / Inflamação e a Trombose (36, 47, 55). Alguns autores referem que em relação as interações das Plaquetas com os Leucócitos nos Processos Inflamatórios existe a possibilidade da presença do Trombo Plaquetário também servir como um foco de infecção, porque a lesão vascular além de promover ativação dos Leucócitos, das Plaquetas e da 3 Formação do Trombo, tem componentes que podem facilitar a aderência de Bactérias nas paredes dos vasos (2, 11, 21, 35). No Quadro 1 temos uma Síntese das Participações entre as Células Sanguíneas. Biomarcadores e as Interações Hematológicas Diversos trabalhos tem identificado no plasma a existência de micropartículas (MPs), contendo fragmentos de DNA, que são liberadas na circulação sanguínea, sendo originadas das membranas dos Leucócitos (L-MPs), das Hemácias (R-MPs), das Plaquetas (P-MPs), das células endoteliais e células de outros tecidos. A liberação destas micropartículas é um processo altamente controlado. Estas micropartículas apesar de terem origens e efeitos diferentes, tem sido consideradas Biomarcadores Universais de ativação celular, por lesão e ou apoptose, estando presentes em muitos processos fisiológicos e ou patológicos. As MPs devem ser formadas através de vários processos que determinam seus diferentes perfis e atividades biológicas, sendo que a maior atividade destas micropartículas é a comunicação, que ocorre através do contato direto entre as células ou através de substancias solúveis, nas quais as células reagem. As MPs liberadas pelas células influenciam outras células, surgindo um novo conceito para o mecanismo de liberação de uma mensagem, sendo este um modo altamente concentrado (17, 18, 23, 27). As MPs exercem seus efeitos via estimulação da célula alvo através da interação com o receptor ou diretamente transferindo o seu conteúdo que pode estar incluído nas proteínas e lípidas das membranas, componentes citoplasmáticos semelhantes aos das células ou RNA. As MPs podem facilitar as interações 4 célula/célula e transferir sinais para receptores entre diferentes tipos de células, induzindo sinalizações e respostas em células distantes. As MPs representam nos dias atuais um novo mecanismo de comunicação intracelular mediando respostas inflamatórias e imunológicas (3, 17, 18, 23, 31, 34). Outros Fatores e as Interações das Células Hematológicas A capacidade das interações funcionais das Hemácias, Leucócitos e Plaquetas podem ser consequência da atuação de diversos fatores que durante a Hematopoiese a partir de uma célula – Stem Cell Hematopoiética ou Célula Tronco Hematológica – dá origem as três células hematológicas.Além dos comandos genéticos, diversos fatores são comuns e necessários para que no final surjam as três células hematológicas com aspectos e principais funções diferenciadas. Entre estes fatores que são comuns e necessários para a geração das 3 células sanguíneas, destacamos: alguns Nutrientes durante a Hematopoiese, Atividades que são Comuns a Mais de uma Célula Sanguínea e os Setores do Organismo que anatomicamente estão fora da medula óssea, mas que participam da Hematopoiese. Hematopoiese e Alguns Nutrientes Hemácias, Plaquetas e Leucócitos tem origem na Stem Cell que está na Medula Óssea, e através de uma sequência de divisões celulares específicas – a Hematopoiese – surgem as células que são os Progenitores Mielóide e Linfóide, que no final de suas divisões e modificações geram as Hemácias, Plaquetas e Leucócitos. A Stem Cell também dá origem a outra família de células que irão se localizar em diversas partes do corpo (pele, linfonodos, mucosa do nariz, cérebro, pulmões, estomago, intestino, baço) são denominadas de Células Dendríticas, são células que junto com os Leucócitos atuam na Imunidade Inata (14). No Quadro 2 temos uma Síntese da Hematopoiese. 5 Qualquer fator que comprometa a Hematopoiese, principalmente nas etapas iniciais – Progenitores Mielóide e Linfóide – irão ter como consequências alterações funcionais nas células que estarão no sangue circulante. Entre as deficiências nutricionais destacaremos: Ferro, Acido Fólico, Vitamina B12 e Proteicocalóricas. No mundo existem mais de cinco bilhões de pessoas que são portadoras da Deficiência de Ferro, ressaltando-se que metade delas apresentam Anemias, cuja principal evidencia Laboratorial e a “mais conhecida” é a presença de Hemácias com Microcitose e Hipocromia, que são aquelas que apresentam alterações morfológicas, consequentemente as Plaquetas estarão sendo menos ativadas por estas Hemácias (1, 24, 51, 63, 65). Nas Anemias Ferroprivas existe a presença de Trombocitopenias e ou de Trombocitoses Reativas que é diminuição e ou aumento do número de Plaquetas na circulação sanguínea. Isto significa que a Deficiência de Ferro além de comprometer a Eritropoiese, também compromete a Plaquetopoiese (33, 44). Na Deficiência de Ferro os Leucócitos tem diminuição das enzimas que participam das atividades bactericidas e imunológicas (humoral e celular), existindo alterações funcionais em Neutrófilos, Monócitos/Macrófagos e Linfócitos. Os Leucócitos estarão com a capacidade diminuída para identificar e destruir certos tipos de agentes patológicos (bactérias, vírus, etc.). A Deficiência de Ferro favorece o desenvolvimento de agentes infecciosos. O Leucograma pode até apresentar valores numéricos (Leucócitos / mm3) dentro dos limites normais, as vezes com presença de Linfocitose Atípica, porém na Deficiência de Ferro os comprometimentos dos Leucócitos serão principalmente qualitativos e nem sempre são alterações numéricas (6, 9. 15, 42, 43). A Deficiência de Acido Fólico e ou da Vitamina B12 resultam na inibição da síntese de DNA, que é necessária para que aconteçam as divisões celulares. Quando uma destas deficiências acontece surge Anemia Megaloblástica ou Macrocítica, aparecendo: Hemácias grandes (megaloblásticas) imaturas e disfuncionais, Neutrófilos grandes com núcleo hipersegmentado, Plaquetas com presença de Trombocitopenia (41). Na Deficiência Proteicocalórica são ingeridas quantidades insuficientes de alimentos ricos em proteínas e energéticos, tendo como consequência a falta de suprimentos para as necessidades do organismo, isto é a Desnutrição. Entre as insuficiências proteicocalóricas destacaremos as deficiências de Arginina e Nucleotídeos, porque comprometem Hemácias, Leucócitos e Plaquetas. Arginina é o precursor de um aminoácido básico o óxido nítrico que funciona como um protetor que modula e regula várias funções. As deficiências de Arginina comprometem as respostas imunológicas dos Leucócitos, inibe a adesão e agregação das Plaquetas, interfere na deformabilidade das Hemácias e na relação delas com as Plaquetas. Os Nucleotídeos são compostos que carregam muita energia e que auxiliam nos processos metabólicos, em especial nas biossínteses em grande parte das células. Em bioquímica os Nucleotídeos são os blocos construtores dos ácidos nucléicos ou seja o DNA e o RNA (7, 10, 12, 16, 30, 37, 45, 49). 6 A interferência nas Atividades Imunológicas das deficiências de Arginina e Nucleotídeos estão sinteticamente esquematizadas no Quadro 3. Atividades que são Comuns a Mais de uma Célula Sanguínea A absorção de elementos estranhos as células sanguíneas se processam através da Fagocitose e da Endocitose, ou seja são comuns em mais de um tipo de célula hematológica: Neutrófilos, Monócitos/Macrófagos e Plaquetas. Fagocitose consiste no englobamento de partículas sólidas, relativamente grandes, que são estranhas ao organismo humano, é um processo que se realiza através do auxílio de pseudópodos. Endocitose é uma forma específica de Fagocitose, sendo um processo ativo pelo qual algumas células, através da sua membrana envolve uma substância, formando uma bolsa, que se projeta para o interior da célula. Através deste processo podem ser absorvidos ativamente materiais tais como bactérias, determinadas moléculas, pedaços de detritos de outras células. Existem várias referencias científicas informando que em relação as Plaquetas humanas, quando elas estão ativadas, na presença de bactérias e de algumas substâncias, aparecem alterações morfológicas, semelhante a pseudópodos, que envolvem bactérias e as internalizam em um vacúolo (através de um espaço extracelular), sendo este um processo diferente da Endocitose. Diversos autores denominam este tipo de mecanismo das Plaquetas de Covercitose que é semelhante, mas não é exatamente como a Fagocitose e a Endocitose (5, 20, 32, 38, 39, 40, 46, 61, 62, 64). 7 Setores do Organismo Participantes da Hematopoiese Em condições normais, diversos setores do organismo participam, durante a Hematopoiese, da qualidade e ou da quantidade das Hemácias, Plaquetas e Leucócitos que estão no sangue circulante. Isto significa que o comprometimento de um destes setores pode interferir nos Resultados dos Exames do Hemograma. Em síntese pode-se destacar os seguintes setores: - Aparelho Digestivo: através da mastigação os alimentos são quebrados em partes menores. No estômago o suco gástrico digere proteínas absorve Vitamina B12. No intestino delgado os alimentos demoram cerca de 3 a 10 horas, para que aconteça a maior parte da digestão e absorção das gorduras, colesterol, carboidratos, proteínas, agua, vitaminas (A, C, E, D, K e complexo B), minerais (ferro, cálcio magnésio, zinco, cloro). No intestino grosso existem determinadas bactérias da flora intestinal que ajudam na produção das vitaminas K, B12, tiamina e riboflavina, sendo também nesta parte que são absorvidos principalmente água, biotina, sódio e algumas gorduras. As Infecções Parasitárias são as principais causas que comprometem a absorção e a síntese de vários nutrientes que dependem das atividades do Aparelho Digestivo. - Fígado gera um hormônio (também produzido pelos Rins) a Trombopoietina, que regula a produção das Plaquetas na Medula Óssea. O Fígado recebe aproximadamente 25% do débito sanguíneo cardíaco, e realiza numerosas funções vitais, entre estas algumas estão ligadas diretamente as células hematológicas: síntese de proteínas imunológicas e das lípidas, armazenamento de Ferro e de diversas Proteínas (28). - Rim é o principal produtor do hormônio Eritropoietina que atua na medula óssea, controlando a produção dos precursores das células que irão gerar as Hemácias ou seja a Eritropoiese. A Eritropoietina também desempenha outras ações tais como a resposta do cérebro à lesão neuronal, estando também envolvida no processo de cicatrização de feridas (26, 53,66). - Tireóide produz hormônios vitais – T3 e T4 – que lançados na circulação sanguínea, regulam o metabolismo em todas as células do corpo, controlando a intensidade que as células terão para transformar oxigênio, glicose e calorias em energia. O aumento da produção de T3 e T4 acelera o metabolismo, a diminuição de T3 e T4 o metabolismo fica mais lento. - Timo, a principal função desta glândula é a transformação dos Linfócitos em Linfócitos T, que é um leucócito essencial nas atividades das defesas imunológicas. - Aparelho Circulatório (coração, artérias, veias, arteríolas e vênulas) é através deste sistema que existe a circulação continua do sangue, sendo transportado para todo o organismo. Os processos vitais da espécie humana exigem constantes suprimentos dos alimentos que estão no sangue (oxigênio, agua, proteínas, açucares, lípidas) e eliminações regulares dos resíduos através da pele, intestino e urina (suores, fezes, urinas). - Baço, a parte denominada Polpa Vermelha controla as hemácias, “identificando” aquelas que não funcionam adequadamente, destruindo as que são 8 anormais, “velhas demais” ou que estão lesadas. A diminuição de hemácias não adequadas é um estímulo para que surja a produção de novas hemácias. No Baço também existem depósitos de Leucócitos e Plaquetas. O Baço também tem importante função imunológica na produção de anticorpos e proliferação de Linfócitos ativados, protegendo contra infecções. No Quadro 4 temos uma Síntese das principais atuações dos Setores do Organismo que participam da Hematopoiese e que interferem nos resultados do Hemograma. Conclusões sobre as Micropartículas Em relação as micropartículas (MPs), inicialmente pensava-se que eram produtos que existiam em sangues estocados para as transfusões sanguíneas, por este motivo diversos trabalhos referiam que a presença de MPs eram encontradas em pessoas que tinham sido transfundidas. Posteriormente passaram a ser observadas MPs em condições patológicas de casos que não tinham tido transfusões sanguíneas mas que tinham processos trombóticos e inflamatórios. Entretanto algumas observações vem sugerindo que o aumento de MPs tipo P-MPs derivadas de plasma pobre em Plaquetas, possuem outras atividades além das atividades pró-coagulantes, estando envolvidas na cascata da coagulação, na inflamação e na modulação da imunidade. Algumas observações também sugerem que o aumento de condições clínicas adversas estão associadas ao maior número de unidades de transfusões sanguíneas, existindo o risco para infecções, falências renais, respiratórias, de múltiplos órgãos e mortes (13, 29, 31, 59). 9 Questões sobre as MPs e o Hemograma O Hemograma é um exame muito solicitado na área de saúde, e as alterações laboratoriais (quantitativas e ou qualitativas) das Hemácias, Leucócitos e Plaquetas não são raras. É importante lembrar que as células analisadas no Hemograma – Hemácias, Leucócitos e Plaquetas – por causa de suas atividades serem integradas, quando existe um resultado fora do normal para uma das 3 células, poderá estar interferindo nas atuações das outras duas células sanguíneas, cujos resultados laboratoriais – no Hemograma – podem não estar apresentando (“ainda”) alterações e ou sintomatologias clínicas, ex.: propensão para infecções, pequenos sangramentos com mais facilidade, etc. 1- As modificações numéricas e ou morfológicas nas Hemácias, Leucócitos e Plaquetas, podem criar condições que modifiquem a liberação de micropartículas das Hemácias, Leucócitos e ou das Plaquetas (R-MPs, L- MPs e ou P-MPs) comprometendo ou facilitando a interação entre estas células ? 2- Os Leucócitos que estão com valores acima do normal, através das L-MPs liberam mais Ativadores de Plaquetas (PAF), ficando as Plaquetas mais estimuladas e propensas a se agregarem e aumentarem a interação com os Patógenos facilitando as respostas da Imunidade Adaptativa? 3- Em que condições um Trombo Plaquetário, associado a lesão vascular, “facilita” a aderência das bactérias e se “transforma” em foco de infecção? 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