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APG 12 – Sangue ralo Compreender a composição do sangue e seu processo de formação * células-tronco progenitoras e precursoras * granulocitopoiese, monocitopoiese, linfocitopoiese e megacariocitopoiese Explicar a cascata da coagulação sanguínea * processos de hemostasia * ativação dos fatores de coagulação e mecanismo reguladores * sistema fibrinolítico Sangue: O sangue está contido em um compartimento fechado, o aparelho circulatório, que o mantém em movimento regular e unidirecional, devido essencialmente às contrações rítmicas do coração. O volume total de sangue em uma pessoa saudável é de aproximadamente 7% do peso corporal, cerca de 5 ℓ em um indivíduo com 70 kg de peso. O sangue é um tipo especial de tecido conjuntivo que pode ser dividido em duas partes: plasma (parte liquida) e células sanguíneas (elementos figurados do sangue). Os glóbulos sanguíneos são os eritrócitos ou hemácias ou glóbulos vermelhos, as plaquetas e diversos tipos de leucócitos ou glóbulos brancos. Funções do sangue O sangue é principalmente um meio de transporte. Por seu intermédio, os leucócitos, dos quais alguns são fagocitários e representam uma das primeiras barreiras contra infecção, percorrem todo o corpo e podem concentrar-se nos tecidos atingidos por infecção, atravessando a parede dos capilares. O sangue transporta oxigênio e gás carbônico, o primeiro ligado à hemoglobina dos eritrócitos e o segundo ou ligado à hemoglobina ou dissolvido no plasma sob a forma de bicarbonato. Transporta escórias do metabolismo, que são removidas do sangue pelos órgãos de excreção. Tem ainda papel regulador na distribuição de calor, do equilíbrio acidobásico e do equilíbrio osmótico. Serve também como veículo de distribuição dos hormônios, o sangue possibilita a troca de mensagens químicas entre órgãos distantes. Composição do plasma O plasma é uma solução aquosa contendo componentes de pequeno e elevado peso molecular, que correspondem a 10% do seu volume. As proteínas plasmáticas correspondem a 7%, e os sais inorgânicos, a 0,9%, sendo o restante formado por compostos orgânicos diversos, tais como aminoácidos, vitaminas, hormônios e glicose. O plasma é um veículo para o transporte de moléculas diversas. Entre as proteínas do plasma podem ser citados a albumina, a alfa, beta e gamaglobulinas e o fibrinogênio. A albumina representa um papel fundamental na manutenção da pressão osmótica do sangue. As gamaglobulinas são anticorpos, são chamadas de imunoglobulinas. O fibrinogênio é necessário para a formação de fibrina, na etapa final da coagulação do sangue. Diversas substâncias, que são insolúveis ou pouco solúveis em água, podem ser transportadas pelo plasma devido ao fato de se combinarem com a albumina ou com as α e β-globulinas, as quais atuam como transportadoras. Os componentes celulares do sangue Glóbulos vermelhos, ou hemácias ou eritrócitos: Os eritrócitos são células anucleadas em forma de disco bicôncavo. Apresentam uma coloração rósea-clara, quando corados pela hematoxilina-Eosina, com um halo central mais claro em consequência da biconcavidade. Este halo central nos eritrócitos normais corresponde a 1/3 do diâmetro da célula. Durante sua maturação na medula óssea, o eritrócito perde o núcleo e as outras organelas, não tendo, portanto, a possibilidade de renovar os sistemas enzimáticos, proteínas estruturais, lipídios e polissacarídeos, essências para a vida do corpúsculo, possuindo um tempo de vida limitado de cerca de 120 dias. Após esse período, sua membrana torna-se mais rígida, sendo incorporada pelo sistema retículo- endotelial, baço, fígado, e tendo seus componentes reaproveitados, inclusive o componente proteico da membrana, como a hemoglobina, para a formação de novas hemácias. A quantidade de hemácias presente no sangue de um indivíduo normal é na ordem de 3 a 4 milhões por decilitro de sangue. Se for analisada a quantidade de leucócitos (células brancas), outro grupo células presente, é observada uma quantidade muito inferior, sendo de 5 mil a 8 mil leucócitos por decilitro de sangue. Por isso, considera-se, na prática, que quase todo o hematócrito é constituído de células vermelhas. O diâmetro dos eritrócitos varia de 6 μm a 8,5 μm. A função dos eritrócitos é o transporte de O2 e CO2. Leucócitos: os leucócitos são células que participam das defesas celulares e imunocelulares do organismo. Constantemente os leucócitos deixam os capilares por diapedese e migram para o local da inflamação. São produzidos na medula óssea vermelha, permanecendo temporariamente no sangue. Possuem 2 classificações, os granulócitos e os agranulócitos. Os granulócitos, também conhecidos por polimorfonucleares, são assim chamados por apresentarem granulações específicas no citoplasma e núcleo multilobulados, dispondo seu núcleo de forma irregular. Eles distinguem-se em três tipos de granulócitos: neutrófilos, eosinófilos e basófilos. Os agranulócitos, dispõem seu núcleo sem lobulações, possuindo uma forma mais regular, e seu citoplasma não apresenta granulações especificas sendo chamados de mononucleares. Há dois tipos de agranulócitos: os linfócitos e os monócitos. O número normal de leucócitos no adulto é de 4.500 a 11.500 por microlitro (mm3) de sangue. O aumento no número de leucócitos o sangue chama-se leucocitose e a diminuição leucopenia. A contagem do número de leucócitos circulantes, feita pelo hemograma, pode apontar para a existência de diversos tipos de infecções; do mesmo modo, a análise morfológica do núcleo e do citoplasma dos leucócitos pode ser decisivo para o diagnóstico de diferentes doenças e síndromes. Neutrófilos: os neutrófilos são os leucócitos mais presentes no sangue, representando cerca de 60 a 65% dos leucócitos do sangue circulante normal. Eles estão relacionados a infecções do tipo bacteriana. Constituem a primeira linha de defesa celular contra a invasão de microrganismos, sendo fagócitos ativos de partículas de pequenas dimensões. Os núcleos dos neutrófilos das pessoas do sexo feminino, mostram-se constantemente um pequeno apêndice, muito menor do que um lóbulo nuclear, com a forma de uma raquete. Essa raquete contém a cromatina sexual, constituída por um cromossomo X heterocromático (condensado) que não transcreve seus genes. Eosinófilos: os eosinófilos representam cerca de 2-4% dos leucócitos. Estas funcionam na destruição de vermes parasitários e na hidrólise de complexos antígeno-anticorpos internalizados pelos eosinófilos. Em algumas parasitoses e nas doenças alérgicas o número de eosinófilos aumenta. Basófilos: os basófilos são os leucócitos circulantes mais raros, correspondem menos de 1% dos leucócitos. Participam dos processos alérgicos e possuem receptores para imunoglobulinas E. Eles liberam seus grânulos e as substâncias ativas neles contidas para o meio extracelular, sob a ação dos mesmos estímulos que promovem a expulsão dos grânulos dos mastócitos. Os basófilos têm um papel na hipersensibilidade imediata (asma brônquica) e tardia (reação alérgica cutânea) e na propagação da resposta imunológica. Linfócitos: os linfócitos são responsáveis pela defesa imunológica do organismo. Essas células reconhecem moléculas estranhas existentes em diferentes agentes infecciosos. Combatendo por meio de resposta humoral (produção de imunoglobulinas) e resposta citotóxica mediada por células. Eles representam de 20 a 30% dos leucócitos na circulação. Os linfócitos podem ser divididos em 2 tipos, T e B. A célula precursora dos linfócitos se origina na medula óssea. Os linfócitos B estão envolvidos na defesa humoral do organismo, pois se diferenciam-se em plasmócitos, que por sua vez, produzem os anticorpos. Os linfócitosT são os mais numerosos no sangue. Estes são fundamentais pelas respostas imunitárias de base celular, que não dependem dos anticorpos circulantes. A função dos linfócitos T é facilitar a produção de anticorpos pelos linfócitos B. Graças a estas células, quando um antígeno invade o organismo pela segunda vez, a resposta imunitária em geral é muito mais intensa e mais rápida. Monócitos: os monócitos são os maiores leucócitos circulantes, e representam de 4 a 8% dos leucócitos na circulação sanguínea. Os monócitos do sangue representam uma fase na maturação da célula mononuclear fagocitária originada na medula óssea. Esta célula passa para o sangue, onde permanece apenas por alguns dias, e, atravessando por diapedese a parede dos capilares e vênulas, penetra alguns órgãos, transformando-se em macrófagos, que constituem uma fase mais avançada na vida da célula, fazendo parte do sistema fagocítário mononuclear. Plaquetas: as plaquetas são corpúsculos anucleados e apresentam forma irregular. São estruturas resultantes da fragmentação do citoplasma dos megacariócitos da medula óssea. Sua vida média é de nove dias. O número de plaqueta no sangue periférico varia de 150.000 a 400.000 plaquetas/μL de sangue. Elas participam do processo de formação do coágulo quando há uma lesão, não deixando que ocorra uma hemorragia. Normalmente, existem de 150 mil a 450 mil plaquetas por microlitro de sangue. Hematopoiese: Hematopoiese é o processo de formação, desenvolvimento e maturação dos elementos do sangue (eritrócitos, plaquetas e leucócitos) a partir de um precursor celular comum e indiferenciado conhecido como célula hematopoiética pluripotente, ou célula-tronco, unidade formadora de colônias (UFC), hemocitoblasto ou stem-cell. As células-tronco que no adulto encontram-se na medula óssea são as responsáveis por formar todas as células e derivados celulares que circulam no sangue. A medula óssea é o órgão mais importante da gênese das mais diversas células sanguíneas pois lá estão as células-tronco que dão origem a células progenitoras de linhagens mielocíticas, linfocítica, megacariócitos e eritroblastos. Células-tronco: são as células menos diferenciadas responsáveis pela formação dos elementos figurados do sangue; as células-tronco dão origem às células progenitoras cuja progênie são as células precursoras. Todas as células do sangue originam-se das células- tronco hematopoéticas pluripotentes (CTHP), ou stem cell, que passará a sofrer sucessivas mitoses e que participará de um processo de diferenciação para dar origem as duas principais linhagens: a mieloide e a linfoide. Células progenitoras são unipotentes (estão comprometidas a formação de uma única linhagem celular) e têm uma capacidade limitada de autorrenovação. Células precursoras originam-se das células progenitoras e não tem capacidade de autorrenovação. Com o avanço da maturação e diferenciação celular, passando por estágios intermediários em que células sucessivamente tornam-se menores, os nucléolos desaparecem, a malha da cromatina fica mais densa, e as características citoplasmáticas aproximam-se mais de células maduras (induzidos por citocinas). Estas células passam por uma série de divisões e diferenciações até se transformarem em uma célula madura. Todas as células amadurecem na medula e são lançadas na corrente, com exceção dos linfócitos T, que se originam na medula, mas amadurecem e se diferenciam no timo, para só depois cair na circulação. Diferenciação sanguínea: a “estirpe mielóide” diz respeito aos eritrócitos, plaquetas, leucócitos granulares e monócitos-macrófagos. O nome do desenvolvimento dessas células recebe o nome de mielopoiese. A “estirpe linfóide” diz respeito, unicamente, aos linfócitos, que podem ser do tipo linfócito B e linfócito T, sendo conhecido por linfopoiese o desenvolvimento dessas células. Granulocitopoiese: consiste na produção de células sanguíneas brancas que formam os granulócitos que, em circunstâncias normais, praticamente não é um componente ativo da hematopoese como é a eritropoese. Monocitopoiese: é a formação dos monócitos a partir das UFC-M (unidade formadora de colónias monocíticas ou monócitos). Os monócitos podem se localizar como células fixas em órgãos como no baço, alvéolos pulmonares, e no fígado. Sua função principal consiste em fagocitar bactérias, microbactérias, fungos, protozoários ou vírus. Linfocitopoiese: processo de formação dos linfócitos. A célula mais jovem da linhagem é o linfoblasto, que forma o prolinfócito, formando este, por sua vez o linfócito maduro. O linfócito B sai maduro da medula óssea, enquanto que os linfócitos T migram para o timo para completarem o processo de maturação. Megacariocitopoiese: é o processo de desenvolvimento celular, que conduz à produção de plaquetas. A proteína codificada por este gene é um fator humoral de crescimento necessário para a proliferação e maturação megacariocítica, bem como para a trombopoietina. Hemostasia Hemostasia é, o processo fisiológico do corpo humano responsável, em manter o sangue fluído no interior do vaso sanguíneo. É o que se costuma chamar de coagulação sanguínea. Os componentes desse sistema são: vaso sanguíneo, plaquetas e fatores da coagulação. É preciso estar tudo em harmonia para evitar os maléficos extremos: hemorragia e trombose. A integridade desse processo, faz com que quando temos um corte, por menor que seja o sangramento seja estancado através da formação do coágulo. Entretanto, esse coágulo deve ser transitório e ser dissolvido, de modo que também não cause um dano maior que é a trombose. Problemas em algum desses setores vão originar as doenças da coagulação. A hemostasia acontece em três etapas que acontecem de forma rápida e coordenada e envolve principalmente plaquetas e proteínas responsáveis pela coagulação e fibrinólise. 1. Hemostasia primária A hemostasia tem início a partir do momento que ocorre lesão no vaso sanguíneo. Como resposta à lesão, acontece a vasoconstrição do vaso lesionado com o objetivo de diminuir o fluxo sanguíneo local e, assim, evitar a hemorragia ou a trombose. Ao mesmo tempo as plaquetas são ativadas e aderem ao endotélio dos vasos por meio do fator de von Willebrand (promove a fase de adesão plaquetária da hemostasia, por meio da ligação com um receptor na superfície da membrana das plaquetas, ligando assim as plaquetas à parede do vaso). Em seguida as plaquetas alteram o seu formato para que possam liberar o seu conteúdo no plasma, que tem como função recrutar mais plaquetas para o local da lesão, e passam a aderir umas as outras, formando o tampão plaquetário primário, que possui efeito temporário. 2. Hemostasia secundária 2.1 Cascata de coagulação Ao mesmo tempo que ocorre a hemostasia primária, a cascata de coagulação é ativada, fazendo com que as proteínas responsáveis pela coagulação sejam ativadas. Como resultado da cascata de coagulação há formação de fibrina, que tem como função reforçar o tampão plaquetário primário, tornando-o mais estável. Os fatores da coagulação são proteínas que circulam no sangue em sua forma inativa, mas são ativadas de acordo com a necessidade do organismo e possuem como objetivo final a transformação do fibrinogênio em fibrina, que é essencial para o processo de estancamento do sangue. Esse processo é chamado de cascata de coagulação, pois um fator depende do outro para que ocorra a sua ativação, sendo divididos em: Via INTRÍNSECA: após ocorrer a lesão tecidual, o vaso sanguíneo lesionado começa a liberar fatores tissulares, como colágeno e enzimas, que ativam o fator XII → XII-A. Agora ativa o fator XI → XI-A, esse quando na presença do cálcio ativa o fator IX → IX-A.Na presença do cálcio e do fator VIII, ativa o fator X → X-A. Junto ao cálcio e do fator V, ativa o fator II (protrombina) → II-A (trombina). Ativa o fator I (fibrinogênio) → I-A (fibrina). Via EXTRÍNSECA: após ocorrer a lesão tecidual, o vaso sanguíneo lesionado começa a liberar fatores tissulares, como a tromboplastina (inativa a heparina, que é um anticoagulante), essa ativa o fator VII → VII- A, que ativa o fator X → X-A. A partir daqui o processo se assemelha com o da via intrínseca, chamado de via comum. O fator X-A, Junto ao cálcio e do fator V, ativa o fator II (protrombina) → II-A (trombina). Ativa o fator I (fibrinogênio) → I-A (fibrina). * A diferença entre a via intrínseca e a extrínseca se dá pelo local em que os componentes que atuam na coagulação se encontram. Sendo na intrínseca somente elementos do espaço intravascular e a extrínseca elementos intra e extravasculares. 3. Fibrinólise A fibrinólise é a terceira etapa da hemostasia e consiste no processo de destruição do tampão hemostático, de forma gradual, para restaurar o fluxo sanguíneo normal. Esse processo é mediado pela plasmina, que é uma proteína proveniente do plasminogênio e que tem como função degradar a fibrina. Sistema fibrinolítico A palavra fibrinólise é formada pela junção dos termos fibrina, nome de uma proteína essencial à formação do coágulo, e lise, que significa dissolução. Este é o processo de dissolução progressiva da fibrina e assim do coágulo, que posteriormente à sua formação deve ser dissolvido. O sistema fibrinolítico desempenha um importante papel nessa dissolução e na manutenção da integridade dos tecidos implicados. Normalmente, ela é degradada pela plasmina, levando à produção de fragmentos circulantes que são depois degradados por outras enzimas ou eliminados pelos rins e pelo fígado. Nesses casos, a fibrinólise protege o organismo contra os riscos de uma trombose ou de uma embolia, que poderiam obstruir uma artéria, causando, entre outras coisas, infarto do miocárdio, embolia pulmonar ou acidente vascular cerebral, todas essas são condições potencialmente mortais. O processo da fibrinólise corresponde à recanalização dos vasos sanguíneos obstruídos. O sistema fibrinolítico dissolve a fibrina e desfaz o coágulo. Existe uma proteína inativa de origem hepática, o plasminogênio, que quando ativada por um dos fatores da coagulação em plasmina é capaz de degradar a fibrina em produtos mais elementares. O processo de coagulação e o sistema fibrinolítico ficam sendo permanentemente ativados e desativados, fazendo que o sangue continue líquido. Processo: Vaso lesionado → vasoconstrição → adesão das plaquetas às fibras de colágeno da parede vascular → mudança na forma das plaquetas → liberação de grânulos (fatores ativos) → adesão ao colágeno do tecido e à proteína chamada fator de von Willebrand → agregação plaquetária (junção de várias plaquetas) → tampão plaquetário solto → formação de filamentos de fibrina → tampão plaquetário compacto. Mecanismos reguladores da coagulação A coagulação é modulada por alguns mecanismos: 1. Diluição de pró-coagulantes no sangue em fluxo; 2. Remoção de fatores ativados por meio do sistema retículo endotelial, em especial no fígado; 3. Controle por vias antitrombóticas naturais. • Sistema Antitrombina–Heparan Sulfato: A AT é um inibidor de protease plasmático circulante. Inibe a trombina e o fator Xa, o fator XII ativado e o fator XI. Na ausência da glicosaminoglicana heparina, a AT inibe a trombina e o fator Xa de forma relativamente lenta (a inibição complete requer pouco minutos). Quando presente, a heparina se liga a um sítio discreto na molécula de AT, a qual então sofre uma alteração conformacional que inibe a trombina de forma instantânea e irreversível. Este aumento da inibição de trombina e fator Xa é a base do uso terapêutico da heparina como anticoagulante. • Proteína C e proteína S – Sistema de Trombomodulina: A trombomodulina é uma proteína integral de membrana encontrada no endotélio vascular. A ligação da trombina à trombomodulina resulta em mudança significativa das especificidades do substrato da trombina: esta deixa de formar coágulos de fibrinogênio ou de ativar plaquetas. Por outro lado, a trombina adquire a capacidade de ativar a proteína C no plasma. A proteína C ativada degrada o fator Va e fator VIIIa, que são os dois cofatores responsáveis pela montagem do complexo de protrombinase e tenase intrínseca na cascata de coagulação. • Fator Tecidual Via Inibidor: TFPI é um inibidor de protease plasmático circulante sintetizado pelo endotélio microvascular. Diferente de AT, a concentração plasmática de TFPI é baixíssima. O TFPI inibe o fator Xa. O complexo TFPI/fator Xa se torna um inibidor efetivo do fator tecidual/fator VIIa, mediando assim a inibição por feedback do fator tecidual/fator VIIa. Os níveis plasmáticos de TFPI aumentam bastante após a administração intravenosa de heparina. Esta liberação de TFPI endotelial pode contribuir para a eficácia antitrombótica da heparina e da heparina de baixo peso molecular. Embora estudos realizados com animais tenham sugerido usos terapêuticos para o TFPI recombinante, os estudos clínicos fracassaram. Referências: AIRES, M.M. - Fisiologia. Ed. Guanabara Koogan. 4ª edição, Rio de Janeiro, 2017 GUYTON, A.C. e Hall J.E.– Tratado de Fisiologia Médica. Editora Elsevier. 13ª ed., 2017 TORTORA, G. J.; DERRICKSON, B. Princípios de anatomia e fisiologia. 12ª. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2010.
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