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Hematologia Básica Aplicada à Biomedicina Responsável pelo Conteúdo: Prof. Me. Rian Stênico Beduschi Responsável pelo Conteúdo: Prof.ª Dra. Bruna Amorin Revisão Textual: Prof.ª Dra. Selma Aparecida Cesarin Características da Hematopoiese Características da Hematopoiese • Compreender como se dá o processo de produção e de diferenciação das células sanguíneas e quais são os fatores que controlam esse processo. OBJETIVO DE APRENDIZADO • Fatores Envolvidos no Processo da Hematopoiese; • Eritropoiese; • Leucopoiese; • Plaquetopoiese. UNIDADE Características da Hematopoiese Contextualização A hematopoiese é um processo fortemente regulado no qual a geração de elementos sanguíneos maduros ocorre a partir de células-tronco multipotentes primitivas, em uma sequência ordenada de maturação e proliferação. A regulação ocorre no nível do microambiente estruturado do estroma, via interações célula-célula, e pela geração de hormônios e citocinas específicas, denominados fatores de crescimento. 8 9 Fatores Envolvidos no Processo da Hematopoiese Todos os elementos figurados, presentes no sangue, têm um tempo limitado de vida e, por isso, precisam ser renovados continuamente. O mecanismo de reposição dessas células sanguíneas se inicia em Sistemas Hematopoiéticos. Os principais locais de hema- topoiese são a medula óssea e o timo. Vale ressaltar que o timo tem maior relevância no contexto da maturação e especia- lização de células T. Nesse tópico, você estudará o papel das células-tronco no processo da hematopoiese, a estrutura e a função da medula óssea e a importância dos fatores de crescimento. Importância e Disponibilidade das Células-Tronco A manutenção de Células-Tronco Hematopoiéticas (CTHs) ocorre na medula óssea, uma estrutura complexa composta por precursores hematopoiéticos e um microambiente heterogêneo que facilita e suporta a diferenciação e a maturação das CTHs em proge- nitores. Todas as células hematopoiéticas diferenciadas, incluindo linfócitos, eritrócitos, granulócitos, monócitos e plaquetas, são derivadas de CTHs. Os locais primários da hematopoiese mudam de maneira temporal e espacial, du- rante o desenvolvimento humano (Tabela 1). O primeiro local hematopoiético no humano é o saco vitelino. Esse anexo extraem- brionário é o principal local de hematopoiese, entre a 3ª e 6ª semana de gestação, e gera os eritroblastos que transportam oxigênio e nutrientes para o embrião em formação. Esse anexo é formado por duas camadas derivadas do mesoderma e do endoderma visceral. É no endoderma do saco vitelino que se originam as primeiras CTHs que migram até a região mesenquimal do saco vitelino circundante. As células mesodérmicas se diferenciam em células endoteliais, enquanto os eritró- citos se desenvolvem em ilhotas sanguíneas (Ilhotas de Wolff). Dessa forma, a hemato- poiese acompanha o Processo de Vasculogênese no Período Embrionário. As células centrais das ilhotas sanguíneas originam os eritroblastos primitivos, e as células mais periféricas formam os primeiros vasos sanguíneos. A hematopoiese no saco vitelino diminui na 4ª semana do desenvolvimento embrionário. Depois desse período, as CTHs também são encontradas no eixo Aorta-Gônada- -Mesonefro (AGM), localizado na mesoderme formadora da aorta dorsal, e têm a capa- cidade de formar todas as linhagens hematopoiéticas. As primeiras células sanguíneas observadas são os eritroblastos primitivos, que têm um núcleo grande. Na medida em que segue a gestação, os eritroblastos primitivos passam por mudanças morfológicas, a fim de que ocorra a maturação eritroblástica. A hematopoiese do saco 9 UNIDADE Características da Hematopoiese vitelino é assumida, progressivamente, entre o 2º e 7º mês de gestação, pelo fígado e pelo baço, principais órgãos hematopoiéticos, até a 2ª semana após o nascimento. Durante a infância e a vida adulta, a medula óssea é a única fonte de células sanguíneas. A medula óssea é um tecido gelatinoso, macio e esponjoso, encontrado nos espaços ocos do interior dos ossos. O seu estroma contém as células mesenquimais, células-tronco multipotentes que se diferenciam em uma variedade de células, incluindo os osteoblastos, os osteoclastos, os adipócitos e as células endoteliais. Quadro 1 – Locais de Hematopoiese Feto • 0 – 5 Meses (Saco Vitelino); • 2 – 7 Meses (Fígado, Baço); • 5 – 9 Meses (Medula Óssea). De 0 a 2 Anos • Medula Óssea (Praticamente todos os ossos). Adultos • Vértebras, costelas, crânio, esterno, sacro e pelve, extremida- des proximais dos fêmures. Fonte: Adaptado de HOFFBRAND, 2018, p. 2 Nos primeiros dois anos da infância, a atividade hematopoiética ocorre em todos os ossos e em todo o segmento da medula óssea. Na medida em que a criança cresce, a medula óssea é substituída por gordura, e a hematopoiese passa a correr somente nas extremidades proximais do úmero e do fêmur, além do esterno, costelas, vértebras e ossos da pelve. Veja a imagem a seguir de uma biópsia de uma medula óssea normal (Figura 1). Figura 1 – Biópsia de medula óssea normal (crista ilíaca posterior) Fonte: HOFFBRAND, 2018, p. 2 Coloração por hematoxilina-eosina; aproximadamente 50% do tecido intertrabecular é hematopoético, e 50% é gordura. 10 11 Características do Ambiente Medular Há duas células-tronco multipotentes distintas que atuam simultaneamente na medula óssea: as células-tronco hematopoiéticas e as células-tronco estromais. Esses dois Sistemas não apenas coexistem, mas interagem intimamente uns com os outros. As células estromais são compostas por uma população celular heterogênea com- posta por adipócitos, células semelhantes a fibroblastos, células endoteliais e osteoblastos. Essa população é a responsável pela produção de citocinas e proteínas que faci- litam as interações célula-célula e a ação dos fatores de crescimento nas células progenitoras hematopoiéticas. As células do estroma, com a sua matriz extracelular, formam um ambiente de malha fibrovascular que dão suporte aos precursores hematopoiéticos. Os seios venosos de paredes finas são os espaços vasculares mais proeminentes na medula óssea. Eles consistem em uma camada interna de células endoteliais, apoiadas por uma camada externa de células estromais, semelhantes a fibroblastos, e recebem sangue dos ramos da artéria nutriente e da rede capilar periosteal. Veja a ilustração (Figura 2), a seguir, do microambiente (nicho) da medula óssea: Figura 2 – Microambiente da Medula Óssea Fonte: HOFFBRAND, 2018, p. 4 A hematopoiese ocorre em um microambiente adequado (“nicho”) fornecido pela matriz do estroma na qual as células-tronco crescem e se dividem. O nicho pode ser vascular (forrado de endoté lio) ou endosteal (cercado de osteoblastos). 11 UNIDADE Características da Hematopoiese Geração das Células Progenitoras Hematopoiéticas Todos os elementos figurados do sangue têm uma origem comum a partir da CTHs localizadas na medula óssea (Figura 3). As CTHs fazem parte do grupo de células mais imaturas de toda a hierarquia da diferenciação hematopoiética e são células indiferenciadas e não especializadas que, ao serem submetidas a certas condições fisiológicas, são formadas a partir do processo de diferenciação celular. As demais linhagens hematopoiéticas são conhecidas como células progenitoras mieloide e células progenitoras linfoide. Dessa forma, a partir do processo de diferenciação celular, a célula-tronco passa a ser uma progenitora hematopoiética comprometida e com potencial de desenvolvi- mento restrito. Figura 3 – Hematopoiese Fonte: pos.uea.ede A proporção de CTHs na medula óssea é de, aproximadamente, 1 em 20 milhões de células nucleadas, e a maior parte está em estado quiescente, ou seja, em repouso, porém com capacidade de se proliferar assim que estimuladas. No momento em que a CTH inicia a sua divisão celular, são originadas duas células- -filhas, nas quais uma substitui a CTH pelo processo chamado de autorrenovação e a outra participado processo de diferenciação. A CTH se compromete em diferenciar-se em alguma linhagem, dependendo do local em que se encontra na medula óssea e dos sinais que recebe, como, por exemplo, por fatores de transcrição que induzem à síntese proteica específica para cada linhagem celular. Após as CTHs se diferenciarem em células progenitoras mieloides mistas, elas originam quatro unidades formadoras de colônia (UFC). A primeira é a Unidade de Formação Explosiva Eritroide (BFUE). O desenvolvi- mento das BFUE é dependente do hormônio Eritropoietina (EPO), e sua ação induz 12 13 à diferenciação da BFUE em Unidade Formadora de Colônia Eritroide (UFCE), que apresenta intensa atividade proliferativa e proteica, devido à síntese de hemoglobina. Outra UFC formada é a Unidade Formadora de Colônia de Megacariócito (UFCMEG), responsável pela produção da série plaquetária a partir da região cito- plasmática dos megacariócitos. A Unidade Formadora de Colônia de Granulócito e Monócito (UFCGMEo) ori- gina a Unidade Formadora de Colônia de Granulócito e o Monócito (UFCGM) que, por sua vez, origina a UFC de Monócitos e UFC de Granulócito, que originam em monócitos e neutrófilos, respectivamente. A UFCGMEo forma, também, a Unidade Formadora de Colônia de Eosinó fi los (UFCEo), precursora dos eosinófilos, e as células mieloides progenitoras mistas, que produzem as Unidades Formadoras de Colônia Basofílica (UFCBaso), produtoras de basófilos. Em relação às células progenitoras linfoides, elas originam os linfócitos B e os precursores do linfócito T, sendo que os linfócitos T completam a sua maturação após passar pelo timo. Outro aspecto importante das CTHs é o processo de autorrenovação. Esse processo é caracterizado pela capacidade de as CTHs se multiplicarem indefinidamente, sem passar pelo processo de diferenciação, mantendo um equilíbrio constante entre os pro- cessos de diferenciação e a apoptose. A importância da autorrenovacão é a reposição de CTHs, vez que uma CTH tem capacidade limitada de divisões e é capaz de se dividir, aproximadamente, 50 vezes, devido ao fator limitante do encurtamento de telômeros, que inviabiliza a continuação dessas divisões. A autorrenovação das CTHs e diferenciação de células sanguíneas maduras são extre- mamente sensíveis à baixa dose de radiação ionizante, incluindo irradiação por partículas de alta carga e alta energia. A radiação ionizante promove a indução e o acúmulo de mutações como resultado de danos no DNA e o reparo ineficiente dessa molécula. Em 1986, na Antiga União Soviética, houve a tragédia na Usina Nuclear de Chernobyl, que expôs muitas pessoas a grandes quantidades de radiação ionizante. A Agência Internacional de Pesquisa sobre Câncer estima que mais de 40.000 casos de câncer sejam causados por esse acidente nuclear. As CTHs podem ser classificadas em dois grupos: Células-Tronco Hematopoiéticas de Longo Prazo (CTH-LP) e células-tronco hematopoiéticas de curto prazo (CTH-CP). As CTH-LP são caracterizadas por se manterem na fase G0 do seu ciclo celular com baixo nível de divisões mitóticas, permanecendo por longos períodos na medula óssea de forma imatura e indiferenciada. 13 UNIDADE Características da Hematopoiese Já as CTH-CP se originam de divisões da CTH-CP e têm alto potencial de prolife- ração e diferenciação nas demais linhagens sanguíneas. Essas últimas são denominadas Unidades Formadoras de Colônia (UFC). Mobilidade das Células-Tronco Hematopoiética Uma das características fundamentais das CTHs é a capacidade de migrar através do sangue. Essa mobilidade das células hematopoiéticas, através das células endoteliais dos vasos sanguíneos, para diferentes órgãos, ocorre a partir de interações moleculares entre receptores do CTHs e o tecido endotelial. As CTHs são encontradas na circulação sanguínea, porém em mínima quantidade. Um dos fatores de crescimento que auxilia a mobilidade da medula óssea pelo endotélio é o fator estimulante de Colônias Granulocíticas (G-CSF). O movimento contrário, ou seja, o guiamento de volta das CTHs para a medula óssea é chamado de homing (do Inglês, “voltar para casa”) e necessita de um gradiente quimio- cinético dependente do fator derivado do estroma (SDF-1) produzido pelas células endo- teliais e pelos osteoblastos. No caso, o SDF-1 se liga aos receptores de superfície de CXCR-4 que viabilizam o processo de homing. As CTHs se aderem firmemente nas células endoteliais em pequenos sinusoides de medula sob fluxo sanguíneo, seguido pelo processo de migração transendotelial, através da barreira do Endotélio Físico/Matriz Extracelular (ECM). As células-tronco finalizam seu posicionamento por acesso seletivo e ancoragem a seus nichos, especializados no espaço extravascular da região do endósteo e nas regiões periarteriais na medula óssea. Função dos Fatores de Crescimento A autorrenovação e a diferenciação de células progenitoras hematopoiéticas na me- dula óssea dependem de sinais instrutivos fornecidos pelo estroma. As células estromais exercem seus efeitos em células hematopoiéticas por meio de interações célula-célula diretas, bem como pela liberação de fatores solúveis. As células estromais secretam os fatores de crescimento, que atuam na sobrevivência, proliferação e diferenciação das CTHs (Figura 4). Certos fatores são críticos para a hematopoiese (eritropoetina, trombopoetina, fator estimulante de colônias de granulócitos, fator estimulante de colônias de macrófagos, inter- leucina-7 e fator de células-tronco), enquanto outros fatores de crescimento (interleucina-3, interleucina-5, interleucina-6, interleucina-11 e fator estimulante de colônias de granuló- citos-macrófagos) exercem seus efeitos, principalmente, nos estados inflamatórios, como resposta à infecção ou trauma. 14 15 Ação dos fatores de crescimento envolvidos na hemotopoese Proliferação de células primitivas Diferenciação Estímulo da maturação Ativação Supressão da apoptose Figura 4 – Ações dos fatores de crescimento nas células hematopoiéticas O Quadro 2 apresenta os fatores de crescimento hematopoiético e seus locais de atuação: Quadro 2 – Fatores de crescimento hematopoiéticos Agem nas Células do Estroma • IL–1; • TNF. Agem nas Células-Tronco Pluripotentes • SCF; • FLT3–L; • VEGF. Agem nas Células Progenitoras Multipotentes • IL–3; • GM–CSF; • IL–6; • G–CSF; • Trombopoetina. Agem em Células Progenitoras Comprometidoras • G–CSF*; • M–CSF; • IL–5 (CSF–eosinófilo); • Eritropoetina; • Trombopoetina*. CSF: Fator estimulador de colô nias; FLT3–L: FLT3 ligante; G–CSF: Fator esti- mulador de colô nias de granuló citos; GM–CSF: Fator estimulador de colô nias de granuló citos e macró fagos; IL: Interleuquina; M–CSF: Fator estimulador de colô nias de macró fagos; SCF: Fator de cé lula-tronco; TNF: Fator de necrose tu- moral; VEGF: Fator de crescimento do endoté lio vascular. *Estes també m agem sinergicamente com fatores anteriormente ativos em progenitores pluripotentes . Fonte: Adaptado de HOFFBRAND, 2018, p. 6 O Quadro 2 aponta os locais em que cada fator de crescimento exerce sua função hematopoiética. Semelhante às citocinas imunes, muitos fatores de crescimento exibem papéis sobre- postos (redundância) e sinergia quando atuam em combinação. Os fatores de crescimento exercem seus efeitos biológicos por meio de receptores de fatores de crescimento que se ligam a fatores de crescimento hematopoiéticos com alta afinidade e sinalizam por tirosina quinases da família JAK. Os fatores de crescimento atuam sobre as células hematopoiéticas através da ligação a receptores específicos da superfície celular. A maior parte desses receptores faz parte da superfamília dos receptores hematopoi- éticos, e a conexão com os fatores de crescimento induz a homeostase na medula óssea. 15 UNIDADE Características da Hematopoiese Essa ligação induz a ativação de vias de transdução intracelulares por três vias possí- veis: JAK-STAT, MAP e PI3 quinase. A via JAK-STAT é umavia essencial para a hematopoiese funcional. As JAKS são tirosinas quinases, relacionadas à ativação da sinalização mediada por receptores de substâncias que não têm atividade catalítica, que inclui receptores para eritropoietina, trombopoitina e a maioria das citocinas e interferon. Uma molécula do fator de crescimento se liga, ao mesmo tempo, a duas ou três moléculas receptoras, induzindo sua agregação. Essa agregação estimula a ativação das JAKs que, em seguida, fosforila os transdutores de sinais e os ativadores de transcrição (STAT). Ocorre, então, a dimerização e a translocação dos STAT até o núcleo, no qual ativam a transcrição de genes específicos. A via MAPK (proteino-quinase ativada por mitógeno) também pode ser ativada pela via JAK. Em relação às quinases PI3 (via fosfatidil-inositol 3), elas atuam em cima dos lipídios de inositol que bloqueiam o processo de apoptose. Exemplo: A introdução de fatores de crescimento hematopoiéticos, durante os últimos cinco anos, mudou o cenário do tratamento antitumoral. Altas doses de fatores de crescimento após quimioterapia ou transplante de Célula-Tronco Hematopoiética (TCTH) fazem parte de muitos protocolos de tratamento antitumoral. Importância dos Receptores de Membrana para o Processo de Hematopoiese A ampla variedade de mecanismos de adesão celular contribui, de alguma forma, para a organização da medula óssea. As moléculas de adesão são moléculas de glicoproteínas que intermediam a ligação das células hematopoiéticas entre si e com os componentes da matriz celular e o endotélio. Existem dois tipos de moléculas de adesão principais: as selectinas e as integrinas. As selectinas estão implicadas em desempenhar um papel importante no homing da medula óssea de células estaminais hematopoiéticas e progenitoras, por meio da regulação da fixação inicial e da rolagem de células ao longo da parede endotelial dos vasos sanguíneos. A P-selectina, a L-selectina e a E-selectina intercedem a ancoragem dos leucócitos na circulação por uma interação adesiva fraca. Essa adesão fraca diminui a velocidade do leucócito e a sua ligação com as células endoteliais, permitindo adesão mais forte com as integrinas, que permitem, assim, o extravasamento de leucócitos através do endotélio vascular. 16 17 A E-selectina é expressada pelas células endoteliais, durante a inflamação e no endo- télio da medula óssea, onde promove a proliferação de CTHs. A P-selectina é expressa por megacariócitos, plaquetas, células endoteliais inflamadas e um subconjunto de células endoteliais da medula óssea. Em conjunto com a E-selectina, desempenha papel fundamental no recrutamento dos leucócitos, até os tecidos inflamados e o homing das CTHs. As selectinas P não são expressas, normalmente, por células endoteliais naive (virgens). No entanto, após a inflamação, as selectinas se expressam rapidamente e os leucócitos iniciam o processo de rolamento no epitélio. Em relação à L-selectina, ela é uma molécula de adesão celular altamente expressa em leucócitos polimorfonucleares de medula óssea. A L-selectina é a única selectina expressa em leucócitos e medeia várias interações leucócito-endoteliais, incluindo a ligação de linfócitos a vênulas endoteliais de linfonodos periféricos, rolagem de neutrófilos e ligação de leucócitos ao endotélio. Apoptose na Medula Óssea e a Ativação de Proteínas de Membrana A apoptose, conhecida também como morte celular programada, é um mecanismo que resulta em células que se autodestroem, ativamente. A apoptose é uma característica essencial nos organismos multicelulares, necessária durante o desenvolvimento e a manutenção normal dos tecidos. A apoptose pode ser desencadeada por sinais específicos, por células que não recebem os sinais necessários para evitar a apoptose e pela exposição a agentes infecciosos, como vírus. As CTHs não estão isentas desse mecanismo na medula óssea. O processo de morte celular deriva da ação das caspases que, após ativação, digerem o citoesqueleto e o material genético celular, através de endonucleases. A ativação das caspases pode ocorrer de duas maneiras. Um dos mecanismos é a expressão de proteínas na membrana celular, como, por exemplo, receptor de TNF ou Fas. O estímulo do receptor faz induz à exposição do chamado “domínio de morte” na membrana celular que, por sua vez, se liga às caspases e inicia o processo apoptótico. A via apoptótica, através do receptor TNF, ocorre pela liberação do Citocromo c das mito côndrias, que se ligam ao fator de ativação de apoptose 1 (APAF1) e ativam as caspases. Depois desse processo, as células são digeridas por macrófagos. 17 UNIDADE Características da Hematopoiese Teste o seu Conhecimento Na prática, para obtermos Células-Tronco Hematopoéticas (CTH), utiliza-se um equipamento chamado aférese, que seleciona as células-tronco, separando-as das outras células e estruturas, e depois as armazena para o transplante. Porém, a coleta de CTH pode ser feita, também, por meio de aspirado de medula óssea, a partir da crista ilíaca, ou ainda, coletada de sangue de cordão umbilical e placentário. Veja o vídeo. Disponível em: https://youtu.be/Y9Eoh5VMsEU A partir dessa breve descrição, elabore um parágrafo sobre Células-Tronco Hematopoéticas que deve conter obrigatoriamente a descrição das quatro principais características de uma Célula-Tronco Hematopoética e as duas linhagens originadas a partir dela. Eritropoiese A produção dos eritrócitos, ou glóbulos vermelhos, é um processo chamado de eritro- poiese e ocorre na medula óssea de adultos em condições normais. Essa produção equivale a aproximadamente 200 bilhões de hemácias diárias, sendo que a mesma quantidade também é destruída. Esse mecanismo mantém um total cons- tante dessas células no organismo. A seguir, você estudará os aspectos gerais e as fases do processo de eritropoiese, bem como o funcionamento, a estrutura e a importância dos eritrócitos. Etapas de Formação e Diferenciação dos Eritrócitos A eritropoiese pode ser dividida em três fases específicas: • Comprometimento da célula progenitora pluripotencial com a diferenciação eritroide; • Fase eritropoietina independente ou precoce; • Fase eritropoietina dependente ou tardia. Os precursores da linhagem eritroide (Tabela 1) compõem cerca de 1/3 das células da medula óssea. O conjunto total das células eritroides em vários estágios de diferenciação é chamado de éritron, palavra que engloba o agrupamento funcional das células comprometidas com a eritropoiese. Tabela 1 – Células da Linhagem Eritroide Células da Linhagem em Eritroide Citoplasma Núcleo Pró-Eritroblasto Citoplasma escasso, em coroa, halo claro,perinuclear Núcleo com cromatina aver- melhada, clara, homogênea, finamente reticulada Eritroblasto Basófilo Citoplasma maisamplo, em coroa, intensamente basófilo Núcleo central, cromatina irregular com condensações 18 19 Células da Linhagem em Eritroide Citoplasma Núcleo Eritroblasto Policromatófi lo Citoplasma azul pálido cinzento, tom lilás Núcleo central, redondo, cromatina condensada Eritroblasto Ortocromático Citoplasma abundante,acidófilo Núcleo pequeno, condensado, central ou excêntrico O processo de maturação eritroide envolve grande variedade de células em diferentes estágios de maturação, e cada uma delas apresenta características específicas em relação ao citoplasma e o núcleo (Figura 5, 6 e 7). Figura 5 – Sequência de amplifi cação e maturação no desenvolvimento de eritrócitos maduros a partir do proeritroblasto Fonte: Adaptada de HOFFBRAND, 2018, p 13-4 Figura 6 – Eritroblastos em vários estágios de desenvolvimento Fonte: Adaptada de HOFFBRAND, 2018, p 13-4 As cé lulas iniciais sã o maiores, com citoplasma mais basofí lico e padrã o de cromatina nuclear mais aberto. O citoplasma das cé lulas mais tardias é mais eosinofí lico devido à formação de hemoglobina. 19 UNIDADE Características da Hematopoiese Figura 7 – Comparação do conteúdo de DNA e RNA e dadistribuição na medula e no sangue periférico de Eritroblastos, Reticulócitos e Eritrócitos Maduros (ERT) Fonte: Adaptada de HOFFBRAND, 2018, p. 13-4 Na medula óssea, existem dois tipos de células precursoras eritroides: a Burst-Forming Unit-Erythroid (BFU-E) e a Unidade Formadora de Colônia Eritroide (UFC-E). O termo Burst-Forming Unit-Erythroid significa “Unidades Formadoras de Explosão Eritroide” e se refere à geração de milhares de colônias pela BFU-E quando cultivada in vitro. As duas precursoras são semelhantes morfologicamente, porém têm diferenças fun- cionais. A BFU-E necessita, principalmente, de eritropoietina, fator estimulante de co- lônias de macrófagos e granulócitos, e interleucina-3 para se proliferar e se diferenciar. Metabolismo do Eritrócito O metabolismo do eritrócito está diretamente associado à sua capacidade em manter uma relação estreita entre a hemoglobina e os tecidos corporais, propiciando, assim, uma alta eficiência nas trocas gasosas. Para que isso ocorra, o eritrócito deve manter uma circulação constante através da microcirculação, manter a hemoglobina em sua forma reduzida e garantir a permanência do equilíbrio osmótico. O eritrócito tem um longo tempo de atividade no organismo, percorrendo grandes distâncias até sua degradação. Nesse intervalo, ele atua em diversas reações bioquímicas, com capacidade de geração de energia, como ATP pela via glicolítica anaeróbia e poder redutor, como NADH e NADPH, pelo desvio da hexose monofosfato. Um aspecto importante que auxilia nos processos metabólicos dos eritrócitos é a composição de sua membrana. De forma geral, ela é formada por uma bicamada lipídica com proteínas integrais de membrana e um esqueleto de membrana. A composição básica da membrana, do mais abundante ao menos, apresenta compostos de proteínas, fosfolipídios, colesterol e carboi- dratos. Esse último encontra-se somente na superfície externa, enquanto as proteínas penetram na dupla camada lipídica. Alguns defeitos nas proteínas desencadeiam anomalias nas formas da membrana eritro- citária, como, por exemplo, esferocitose e eliptocitose que estudaremos futuramente. 20 21 Destruição Eritrocitária Os eritrócitos humanos normais têm uma vida útil média de 120 dias. Devido a alterações degenerativas e seu esgotamento metabólico, os eritrócitos são removidos e destruídos pelas células do Sistema Monocítico-Macrofágico, Processo que ocorre na medula óssea, no fígado e no baço, predominantemente. Após ser fagocitado, o eritrócito é decomposto em seus componentes, em especial, a membrana e a hemoglobina. As proteínas e os fosfolipídeos de membranas são digeridos e a hemoglobina é decom- posta em globina e no heme, liberando o ferro e contribuindo para a formação da bilirrubina. Como não há no organismo humano uma via de excreção do ferro, ele é, então, armazenado dentro dos macrófagos e reutilizado na síntese de hemoglobina. O ferro pode retornar para um eritroblasto em desenvolvimento por meio da liberação do ferro até a superfície celular do macrófago, que, então, liga-se na transferrina do eritro- blasto, ou o eritroblasto pode fagocitar pequenos fragmentos citoplasmáticos do macrófago com moléculas de ferro por meio do Processo de Rofeocitose. A globina, a porção proteica da hemoglobina, é decomposta em aminoácidos, que po dem ser devolvidos à medula óssea para serem usados na produção de novos eritrócitos. A hemoglobina que não é fagocitada é quebrada na circulação, liberando as cadeias alfa e beta que são removidas da circulação pelos rins. A Figura 8 apresenta o ciclo de vida dos eritrócitos, desde sua produção até sua decomposição. Figura 8 – Ciclo de vida dos eritrócitos. Produzidos na medula óssea, os eritrócitos circulam cerca de quatro meses no organismo, até serem fagocitados Fonte: ZAGO, 2013 21 UNIDADE Características da Hematopoiese Membrana Eritrocitária Uma das características mais marcantes da membrana eritrocitária é a capacidade de adaptar sua forma de acordo com os ambientes e as necessidades fisiológicas em que se encontra. Essa capacidade decorre dos elementos presentes em sua constituição. De forma geral, essa membrana apresenta uma bicamada lipídica com uma infinidade de proteínas em forma de receptores e canais dispostos bidimensionalmente. Predominantemente, estão dispersos pela bicamada lipídica componentes como pro- teínas, glicolipídeos, colesteróis e fosfolipídeos. Na porção externa da membrana. encontra-se Fosfatidilcolina (FC) e Esfingomielina (EM), enquanto internamente estão presentes Fosfatidilserina (FS) e Fosfatidiletalonamina (FE). A presença de FS e FE na membrana pode contribuir para ativar fatores de coagulação e ocasionar a adesão dos eritrócitos aos macrófagos. As proteínas da membrana são classificadas em dois tipos: integrais e periféricas. As primeiras são basicamente glicoproteínas que atravessam a bicamada lipídica, e as segundas contribuem para a formação do citoesqueleto do eritrócito. A constituição do citoesqueleto garante a flexibilidade e a forma característica das hemácias, fator extremamente importante que garante sua função fisiológica. Principais Doenças Relacionadas a Alterações na Membrana Eritrocitária Um tipo de anemia originada primariamente de uma alteração na forma da mem- brana do eritrócito é a Esferocitose Hereditária (EsH). Esse tipo de anemia é definido como uma série de anemias hemolíticas desencadeadas pela forma esférica da hemácia. Essa modificação da membrana em suas formas mais leves atinge cerca de 1% da população. A principal alteração celular que ocorre na EsH é a perda da área de superfície da membrana em relação ao volume interno do eritrócito. Essa alteração leva à incapacidade de deformação das hemácias, processo muito importante na execução de suas funções, além de gerar uma predisposição ao aprisio- namento esplênico. Em relação ao diagnóstico da EsH, um problema apresentado é a heterogeneidade clínica que caracteriza essa disfunção. Por exemplo, a manifestação diferencia-se entre os períodos neonatal e a vida adulta e apresenta desde formas assintomáticas até casos que exigem transfusões. Pode ser classificada em um amplo espectro, que vai de traço leve, moderado, mode- radamente grave até grave. As formas mais acentuadas, classificadas como moderada- mente grave ou grave, apresentam-se em cerca de 10% dos casos. A transmissão hereditária da EsH caracteriza-se pela transmissão genética de alelos dominantes e recessivos. 22 23 No caso da transmissão dominante, ocorre em 75% dos casos e apresenta manifes- tações clínicas diversas. No caso da transmissão recessiva, presente em 25% dos casos, o quadro clínico manifesta-se como típico ou leve, dado o fenômeno da heterozigose. Outro grupo de anemias relacionadas à alteração da membrana do eritrócito é a Eliptocitose Hereditária (ELH). Nesse caso, as hemácias apresentam forma elíptica. Para esse tipo de anemia hemolítica, as manifestações clínicas são variáveis. Em alguns casos, os sintomas são inexistentes, em outros, apresentam sinais clássicos de anemia, como icterícia pelo aumento de bilirrubina indireta, esplenomegalia, reticulocitose e redu- ção de haptoglobina. A ELH é resultado de diferentes mutações gênicas que contribuem com a formação da membrana dos eritrócitos, sendo a hereditariedade dessa alteração transmitida por genes autossômicos dominantes. A ELH é mais rara em comparação à EsH, ocorrendo, principalmente, em afrodes- cendentes. Veja, a seguir, na figura 9, uma distensão sanguínea na EsH e na ELH: Figura 9 Fonte: HOFFBRAND, 2018, p. 65 (a) Distensão sanguínea na esferocitose hereditária. Os esferó citos são fortemente co- rados e com diâmetro pequeno. Células maiores policromáticas são reticulócitos (confir- mados por coloração supravital). (b) Distensão sanguínea na eliptocitose hereditária. Importância da Eritropoietina no Controle da Produção e Diferenciação dos Eritrócitos De forma geral, a eritropoiesenormalmente ocorre em baixa taxa basal, substituindo os eritrócitos senescentes por reticulócitos jovens. Em humanos, a produção de eritrócitos pode ter aumentada em até oito vezes a taxa de referência em uma variedade de situações clínicas, incluindo hemorragia, hemólise e outros tipos de estresse que prejudicam a oxigenação do sangue arterial ou a entrega de oxigênio aos tecidos. Todo o processo da eritropoiese é regulado pelo hormônio da Eritropoietina (EPO). A produção e a secreção de eritropoietina e a expressão de seu receptor (EPO-R) são reguladas pela oxigenação tecidual (Figura 10): 23 UNIDADE Características da Hematopoiese Figura 10 – Produção de eritropoetina pelo rim em resposta a seu suprimento de oxigênio (O2). A eritropoetina estimula a eritropoiese e, assim, aumenta o aporte de O2 Fonte: HOFFBRAND, 2018, p. 15 A eritropoietina é o principal e, provavelmente, o único, mediador da indução hipó- xica da eritropoiese e o único fator de crescimento extramedular. Caso a eritropoietina não esteja presente, os demais fatores não mantêm a eritropoiese. Aproximadamente 90% da eritropoietina é sintetizada nos rins, enquanto 10% é produzida no tecido hepático no período fetal. A eritropoietina é produzida pelas células peritubulares renais sensíveis aos níveis de concentração de oxigênio e estão relacionadas à expressão e à regulação do gene responsável pela síntese da eritropoietina. O gene da EPO está situado no braço longo do cromossomo 7 (7q11-q22). A expressão do gene da EPO é regulada por fatores induzidos por hipóxia (HIFs). Os HIFs se ligam ao elemento responsivo à hipóxia (HRE) e regulam a resposta adap- tativa a ela por meio da ativação transcricional de vários genes. Os HIFs são fatores de transcrição heterodiméricos compostos por subunidades α e β. As subunidades de HIFα são rapidamente degradadas por meio do Sistema Ubiquitina- -Proteassoma acoplado à hidroxilação mediada pela proteína do domínio da hidroxilase de prolil-hidroxilase (PHD). 24 25 Desse modo, a hipóxia induz os fatores HIF-2α e HIF-2β, que estimulam a síntese da EPO, a neogênese, a síntese de receptores de transferrina e a redução da síntese de hepcidina, o que aumenta a absorção de FE para a Hiper Síntese de Hemoglobina. A proteína von-Hippel-Lindau (VHL) destrói HIFs. A PHD2 hidroxila o HIF-2α, per- mitindo ligação de VHL aos HIFs. Mutações em VHL, PHD2 ou HIF-2α causam poli- globulia congênita. A EPO é responsável por manter a massa de eritrócitos por meio da proliferação, da diferenciação e da sobrevivência dos progenitores eritroides. A maior contagem de hemácias e hemoglobina [Hb] em homens em comparação com as mulheres resulta da estimulação da eritropoiese pelos andrógenos. A poliglobulia, ou policitemia: É uma doença rara, caracterizada por excesso de produção de glóbulos vermelhos pela medula óssea. Pode ser primária, quando a causa da doença é desconhecida, ou secundária, quando existe uma doença subjacente conhecida. Para saber ainda mais. Disponível em: https://bityl.co/8Sju Tratamento com Eritropoietina O uso da Eritropoietina Recombinante (rHuEpo) no tratamento de diversos tipos de anemia é comum e altamente eficaz, sendo que a principal indicação ocorre frente à insuficiência renal crônica. A dosagem de hemoglobina não deve ser a única característica considerada na indicação do tratamento com a rHuEpo, pois se deve observar sintomas como cansaço constante, dores musculares na deambulação e desânimo (físico e mental), entre outros. As formas de rHuEpo mais comuns utilizadas nos tratamentos são a alfa, a beta, a darbopoetina alfa e a Micera, sendo que esta apresenta longa duração. Sua administração ocorre por via subcutânea, com posologia variando de acordo com o tipo indicado de rHuEpo para o tratamento. Para a ampla maioria dos pacientes, os resultados do tratamento são bastante posi- tivos, pois se diminui a necessidade de transfusões, melhora-se a qualidade de vida e se eleva o nível de hemoglobina. A administração de ferro via oral ou parenteral algumas vezes é necessária para se obter um resultado melhor no tratamento com rHuEpo. A Figura 11 aponta os princi- pais usos clínicos da eritropoietina. Apesar de a eritropoietina recombinante ser recomendada, principalmente, em casos de insuficiência renal crônica, outras diversas situações também sugerem esse tipo de tratamento. 25 UNIDADE Características da Hematopoiese Síndromes meilodisplásicas Anemia associada a câncer e quimioterapia Anemia das doenças crônicas Usos perioperatórios Anemia da prematuridade Usos clínicos da eritropoietina Anemia da doença renal crônica Figura 11 – Possíveis usos clínicos da eritropoietina recombinante Além de contribuir para o tratamento de insuficiência renal crônica, a rHuEpo pode ser utilizada nos casos em que a produção de eritropoietina é muito baixa ou inade- quada, como, por exemplo, em prematuros anêmicos, anemias da artrite inflamatória, infecção por HIV e mieloma múltiplo. Alguns efeitos colaterais são relatados, entre eles: aumento da pressão arterial, ocor- rência de tromboses e reações nos locais das injeções. Além disso, estudos recentes relacionaram o tratamento utilizando rHuEpo com a progressão de alguns tumores. O uso de eritropoietina por atletas é considerado uma prática de dopping. Qual o motivo bioló- gico de alguns atletas realizarem esse procedimento ilegal? Disponível em: https://bityl.co/8TnN Relação dos Fatores Nutricionais com a Produção e Diferenciação dos Eritrócitos A seguir, estudaremos alguns elementos nutricionais fundamentais envolvidos direta- mente na manutenção do Sistema Hematopoiético: o ferro, a vitamina B12 e o folato. Ferro Compreender a importância do Ferro na eritropoiese é competência fundamental no trabalho do profissional de análises clínicas, uma vez que a deficiência de ferro no organismo é a principal causa de anemia em todos os países, afetando cerca de 500 milhões de pessoas no Planeta. 26 27 O Quadro 3 apresenta os principais fatores relacionados às anemias por carência de ferro. Para melhor compreensão da situação e realização do diagnóstico, agrupam-se em quatro períodos de vida os principais motivos que levam ao surgimento da anemia por falta de ferro. Quadro 3 – Fatores que determinam anemia por falta de ferro Gestação • Alimentação Inadequada; • Não uso de suplemento de ferro profilático; • Complicações nutricionais; • Parasitoses. Parto e Nascimento • Clampeamento precoce do cordão umbilical; • Ausência de aleitamento materno na primeira hora de vida; • Parasitoses. Até 6 Meses de Vida • Ausência de aleitamento materno exclusivo até o sexto mês; • Introdução precoce de outros leites e alimentos; • Parasitoses. Após 6 Meses de Vidas • Elevada necessidade de ferro; • Não uso de suplemento de ferro profilático; • Baixa ingestão de ferro Heme; • Parasitoses. A anemia microcítica e a hipocrômica, que apresentam os índices de Volume Corpus- cular Médio (VCM) e Hemoglobina Corpuscular Média (HCM) reduzidos e eritrócitos pequenos e pálidos, ocorrem, na maioria das vezes, devido a defeitos na síntese de hemo- globina, consequentes da limitada presença de ferro no organismo. Um dos motivos desse fenômeno é a baixa capacidade de absorção desse elemento pelo trato digestivo. Porém, questões de cunho social também devem ser consideradas, pois apontam a insuficiência de absorção de ferro, desde a infância, como fruto do subde- senvolvimento social. A distribuição e o armazenamento de ferro no organismo dependem, de forma geral, da ação de três principais proteínas: transferrina, receptor 1 de transferrina e ferritina. A transferrina, que tem até dois átomos de ferro, tem o papel de conduzir o ferro até os receptores de transferrina, localizados em grande medida nos eritroblastos presentes na medula óssea. Esses, por sua vez, contribuem na incorporação do ferro nas hemoglo- binas. Esse ferro, ao ser liberado, é depositado no plasma, tornando-se disponívelpara constituir a transferrina novamente. A ferritina é um complexo proteico que contém até um quinto de seu peso em ferro, carregando cerca de 4.000 átomos de ferro em sua constituição. Esse ferro encontra-se na forma férrica, sendo mobilizado apenas depois de sua redução, que tem participação da vitamina C. Os músculos também contêm significativa quantidade de ferro, na forma de mioglobina. 27 UNIDADE Características da Hematopoiese Além disso, na maioria das células do organismo, o ferro pode ser encontrado em enzimas como o citocromo e a catalase. Na Tabela 4, estão identificados os principais locais de distribuição de ferro no organismo. Tabela 2 – Principais locais de distribuição de ferro no organismo de adultos. Quantidade de ferro no adulto médio Homens (g) Mulheres (g) Porcentagem do total Hemoglobina 2,4 1,7 65 Ferritina e hemossiderina 0,3-1,5 0,1-1 30 Mioglobina 0,15 0,12 3,5 Enzimas Heme 0,02 0,015 0,5 Ferro ligado à transferrina 0,004 0,015 0,1 Você Sabia? Há dois tipos de ferro nos alimentos: Ferro Heme, de origem animal, mais facilmente absorvido e Ferro não Heme, de origem vegetal. Os principais alimentos fonte de ferro heme são a carne vermelha, carne de aves e de porco, enquanto as principais fontes de ferro não heme são as hortaliças escuras e as leguminosas. Vitamina B12 e Folato Conhecer a importância e o funcionamento da vitamina B12 e do folato no organismo é de fundamental importância para o entendimento de alguns tipos de anemia, em especial as megaloblásticas, que têm forte relação com a deficiência dessas substâncias. A vitamina B12 é uma cianocobalamina sintetizada por microrganismos e encon- trada, principalmente, na carne vermelha, fígado, rim, peixes, mariscos além de leite, queijo e ovos. Ela é liberada dos alimentos logo que chega ao estômago e entra em contato com as pepsinas do suco gástrico. Em sequência, liga-se à transcobalamina secretada pelas glândulas salivares e é transportada até a região do duodeno. A ligação com a transcobalamina é quebrada pela secreção pancreática e a vitamina B12 fica livre para se ligar ao fator intrínseco (FI). O fator intrínseco é uma glicoproteína sintetizada pelas células parietais da mucosa gástrica e se liga à vitamina B12 na região do íleo. A vitamina B12 é, então, absorvida pelas células ileais, a partir da ligação dessas com o FI, e transportada até o tecido hepá- tico pelas transcobalaminas, no qual será armazenada. Em conjunto com o folato, a vitamina B12 atua na formação e na maturação dos eritrócitos. O ser humano não é capaz de produzir a estrutura bioquímica do folato, 28 29 necessitando, assim, da ingestão de folato pré-formado para a manutenção de certas reações metabólicas, como a transferência de unidade de carbono nas conversões de alguns aminoácidos em outros, assim como na síntese de precursores purínicos de DNA. Existem inúmeros motivos que levam à deficiência de vitamina B12 e folatos no orga- nismo, envolvendo questões nutricionais, distúrbios no Sistema Digestório, utilização de alguns fármacos e outras causas diversas que demandam taxas mais elevadas do consumo dessas substâncias. Relação da Reticulocitose com o IPR O fenômeno da Reticulocitose é uma condição anômala do tecido sanguíneo, que se caracteriza pelo aumento da quantidade de reticulócitos (lembrando-se de que são precur- sores das hemácias) em circulação. Ocorre durante o processo de regeneração ativa do sangue e em certos tipos de anemia, como a hemolítica congênita. A contagem de reticulócitos em circulação é considerada um procedimento simples e eficaz, que expressa a produção acelerada de eritrócitos, ou seja, evidencia um aumento na eritropoiese. É comum a associação entre reticulocitose e hipóxia, fenômeno que causa liberação de eritropoietina e consequente aumento na produção de reticulócitos. Os reticulócitos são precursores dos eritrócitos e estão presentes em condições nor- mais ou em casos de microcitose ou macrocitose. A análise do hemograma, nesses casos, permite ao analista clínico reconhecer se a medula está compensando uma possível falta de eritrócitos no sangue, além de verificar se a medula óssea está com alguma disfunção, como nos casos de hipoplasias e aplasias medulares. A produção de reticulócitos deve aumentar cerca de 2 a 3 dias após um quadro hemor- rágico agudo, atingindo seu pico entre 5 e 10 dias depois desse evento. Entretanto, quando o paciente apresenta um hematócrito a seguir da normalidade, a por- centagem de reticulócitos não é um dado confiável, visto que as hemácias estão em baixa. Assim, para calcular o Índice de Produção de Reticulócitos (IPR), deve-se partir da contagem de reticulócitos corrigida, conforme esquema a seguir: Contagem de Reticulócitos Corrigida = (% de reticulócitos x Hematócrito do paciente)/Hematócrito normal Já o cálculo do Índice de Produção de Reticulócitos se dá da seguinte maneira: IPR = Contagem corrigida de reticulócitos/Tempo de maturação em dias 29 UNIDADE Características da Hematopoiese Teste seu Conhecimento: • Como a eritropoetina pode interferir na performance de um atleta? • Qual o benefício do uso de eritropoetina para tratamento da anemia consequente de alguma doença primária? • Elabore um fluxograma contendo as etapas da eritropoiese desde o proeritroblasto até a hemácia; • Quais são os locais de hematopoiese na vida intrauterina e após o nascimento? Leucopoiese Leucopoiese é o nome dado ao processo de origem e maturação dos leucócitos a partir de células multipotentes, encontradas na medula óssea. A seguir, estudaremos as classificações dos leucócitos de acordo com a presença ou não de grânulos visíveis em seu citoplasma. Discutiremos as etapas de formação desses grânulos e sobre a formação dos linfócitos e dos monócitos, processos conhecidos como granulopoiese, linfopoiese e mono- poiese, respectivamente. Além disso, também abordaremos os fatores de crescimento envolvidos no controle da produção e diferenciação dos leucócitos, apresentando os mecanismos que regulam esse fenômeno. Classificação dos Leucócitos em Granulócitos e Agranulócitos Os leucócitos podem ser divididos em dois grandes grupos: os granulócitos e os agranulócitos. O primeiro grupo é assim chamado em razão da presença de grânulos primários e secundários em seu citoplasma, visíveis em microscopia óptica. Além da presença de grânulos, essas células também apresentam núcleos com for- matos irregulares que, por essa razão, podem ser chamados também de Polimorfonu- cleares (PMN). Já os agranulócitos têm apenas grânulos primários em seu citoplasma, visíveis apenas em microscopia eletrônica, apresentam núcleos regulares e, por esse motivo, também são chamados de Mononucleares (MNC). Os granulócitos são classificados em três tipos: neutrófilos, eosinófilos e basófilos. Já os agranulócitos são classificados em dois tipos: linfócitos e monócitos. A Figura 12 exibe um esquema de cada um desses tipos celulares: 30 31 Figura 12 – Leucócitos (glóbulos brancos): (a) neutrófi lo; (b) eosinófi lo; (c) basófi lo; (d) monócito; (e) linfócito Fonte: HOFFBRAND, 2018, p. 88 As imagens (a), (b) e (c) correspondem aos granulócitos e polimorfonucleares e as ima- gens (d) e (e) correspondem aos agranulócitos e mononucleares . Etapa de Formação e Diferenciação na Granulopoiese, Linfopoiese e Monopoiese Toda célula que compõe o tecido sanguíneo tem sua origem em uma célula progeni- tora, denominada Célula-Tronco Hematopoiética (CTH). Essas células progenitoras originam duas populações de células multipotentes, uma mieloide e outra linfoide, e são denominadas Unidades Formadoras de Colônias. Dependendo das células que essas unidades originam, recebem uma nomenclatura específica. As unidades que formam os eosinófilos, por exemplo, são chamadas de unidades formadoras de eosinófilos ( UFC-Eo ). Sendo assim, de acordo com o tipo celular formado, o processo é classificado como eritropoiese(formação de eritrócitos), granulopoiese (formação leucócitos granulócitos), monocitopoiese (formação de monócitos), linfopoiese (formação de linfócitos) e megaca- riocitopoiese (formação de megacariócitos). Granulopoiese A granulopoiese, também conhecida como granulocitopoiese, consiste no processo de diferenciação e maturação dos leucócitos granulócitos na medula óssea. Essas células são provenientes de células precursoras da medula óssea, que têm dife- rentes estágios de diferenciação. Os estágios reconhecidos, do mais precoce ao mais maduro, são os seguintes: mie- loblasto, promielócito, mielócito, metamielócito, célula em bastão e granulócito maduro (Figura 13). 31 UNIDADE Características da Hematopoiese O mieloblasto apresenta um diâmetro que varia entre 14 e 20 micrômetros, um núcleo grande, eucromático e esférico que contém de 3 a 5 nucléolos. Seu citoplasma é basofílico e se cora de forma intensa. O promielócito exibe tamanho similar ao mieloblasto, mas apresenta em seu ci- toplasma uma considerável diferença: grandes grânulos primários azurófilos, também chamados de grânulos inespecíficos. O mielócito apresenta um diâmetro que varia entre 16 e 24 micrômetros, não tem nucléolos e sua cromatina é mais condensada em relação às células precursoras anteriores. Em seu citoplasma, apresenta grânulos específicos, pequenos avermelhados, com presença de poucos grânulos azurófilos. O metamielócito apresenta um diâmetro que varia entre 12 e 18 micrômetros. Seu núcleo apresenta formato reniforme. Nesse estágio, apresenta predomínio de grânulos rosa avermelhados. As células em bastão, ou neutrófilos bastonetes, apresentam diâmetro reduzido, variando de 9 a 15 micrômetros, cromatina mais condensada e têm núcleo em forma de bastão. Os neutrófilos segmentados são neutrófilos maduros que apresentam um núcleo multilobulado (2 a 5 lóbulos) de cromatina púrpura escura e densa, cujo lóbulos encontram-se conectados por um filamento de cromatina. Seu citoplasma é abundante, e contém fina granulação específica. Figura 13 – Granulocitopoiese de neutrófilos, granulozitopoiese de eosinófilos e granulocitopoiese de basófilos Fonte: Reprodução Linfopoiese 32 33 A linfopoiese (Figura 14) é o processo de formação de linfócitos a partir de células- -tronco comprometidas com a linhagem linfoide que se desenvolvem a partir de células- -tronco hematopoéticas da medula óssea. O desenvolvimento da linhagem linfoide ocorre em diversos locais, porém, as princi- pais fontes são a medula óssea, no caso dos linfócitos B, e o timo, para os linfócitos T. O processo de diferenciação da linfopoiese gera várias linhagens celulares: linfócitos T, linfócitos B, células NK e células dendríticas linfoides. As células conhecidas como Natural Killers (NK) estão relacionadas a respostas imunes à infecção viral ou a células tumorais. Elas são produzidas em diversos locais linfoides e são classificadas em diversos subgrupos funcionais, de acordo com a expressão de receptores transmembrana expressos. Os linfócitos B compõem um grupo celular que faz parte da imunidade celular adquirida. Essas células produzem imunoglobulinas, moléculas que fazem parte da imunidade humoral. A diferenciação dos linfócitos ocorre, principalmente, na medula óssea. Os linfócitos T também são elementos da imunidade adquirida. Caracterizam-se pela expressão do receptor de células T e pela capacidade de formar subpopulações com diferentes funções fisiológicas. A maturação das células T é realizada no timo, um órgão hematopoiético acessório, porém considerado um órgão linfoide primário. Figura 14 – Linfopoiese Fonte: Reprodução Monopoiese Por monopoiese (Figura 15) entende-se a formação dos monócitos a partir das uni- dades formadoras de Colônias Monocíticas. Os monócitos podem ser localizados como células fixas em alguns órgãos, como o baço, os alvéolos pulmonares e o fígado. Vale destacar que os monócitos diferenciados nos tecidos são os macrófagos. Portanto, a função principal dos monócitos é a de fagocitar bactérias, fungos, vírus ou protozoários. Existem duas fases de maturação pelas quais passam os monócitos: a fase de mono- blasto e a fase de promonócitos. O promonócito é derivado da diferenciação do monoblasto, e dá origem ao monócito. 33 UNIDADE Características da Hematopoiese O promonócito é uma célula grande, que se divide em dois monócitos. Uma vez no sangue, os monócitos podem se tornar macrófagos ou constituir o Sistema Mono- cítico Fagocitário. Além disso, os monócitos podem se unir e formar os osteoclastos, células enormes multinucleadas. Figura 15 – Monopoiese Fonte: Reprodução Fatores de Crescimento no Controle da Produção e Diferenciação dos Leucócitos Os fatores de crescimento são glicoproteínas secretadas por células do estroma medular que garantem a manutenção, a produção e a diferenciação das células hematopoiéticas. De forma geral, apresentam-se como citocinas e hormônios que se ligam a receptores específicos presentes na membrana de células-tronco e células progenitoras e, dessa forma, influenciam seu funcionamento. A linfopoiese é regulada por diversos fatores de crescimento, principalmente, por interleucinas, tais como a interleucina 7 e a interleucina 6. Essas interleucinas exercem funções importantes na proliferação de precursores linfó- citos B. Já as interleucinas 2 e 3 são mais importantes na diferenciação dos precursores dos linfócitos T, que ocorre no timo. A diferenciação dos megacariócitos, células que dão origem às plaquetas, responde à quantidade de plaquetas no sangue periférico. Essa modulação ocorre em relação à Trombopoetina (TPO), um hormônio glicopro- teico produzido no fígado que atua por meio de receptores de citocinas. Porém, em es- tudos in vitro, a megacariocitopoiese pode ser regulada por diversas moléculas, como interleucina 3 e interleucina 6, entre outros. Plaquetopoiese O processo de formação de plaquetas, fenômeno conhecido como plaquetopoiese ou trombocitopoiese (Figura 16), ocorre exclusivamente na medula óssea. De forma geral, esse processo se dá a partir de uma célula-mãe que dá origem a megacarioblastos. 34 35 Depois de alguns processos de diferenciação, originam-se os megacariócitos que, após divisões sucessivas e o processo de endomitose, originam as plaquetas. Vale lembrar que as plaquetas não são consideradas células, pois são fragmentos anucleados de membrana de megacariócitos. Figura 16 – Plaquetopoiese Fonte: Reprodução Produção e Regulação das Plaquetas A produção de plaquetas diária em um adulto chega a aproximadamente 100 tri- lhões, podendo ser aumentada em dez vezes frente às necessidades fisiológicas. As células responsáveis pela produção das plaquetas são chamadas de megacariócitos. Portanto, as plaquetas são fragmentos do citoplasma de um megacariócito, podendo ser produzidas em grandes quantidades a partir de uma única célula, em um período que pode variar de 3 a 12 dias. Os megacariócitos, assim como toda célula da linhagem eritroblástica e granulocítica- -macrofágica, resultam de células-tronco hematopoiéticas. A formação dos megacariócitos é um processo regulado tanto por fatores de crescimento produzidos por células do estroma medular quanto pela interação com células do endotélio. O principal hormônio regulador do processo de megacariocitopoiese é o Trombo- poetina (TPO), uma proteína de 60 a 70kda, muito glicosilada, constituída de 332 aminoácidos e produzida no fígado. De forma geral, esse hormônio atua por feedback negativo, ou seja, quanto menor a quantidade de plaquetas em circulação, maiores serão os níveis de trombopoetina. De forma geral, esse hormônio é responsável pela maturação dos megacariócitos e apresenta as seguintes funções: • Desencadeia a formação de grânulos específicos das plaquetas; • Propicia o desenvolvimento das membranas de demarcação no megacariócito; • Expressa proteínas específicas da membrana plaquetária; • Causa a adesão do megacariócito,por meio da ativação de moléculas específicas; • Desencadeia endomitose e o consequente estado de poliploidia. Vale ressaltar que, apesar de essencial na síntese plaquetária, esse hormônio está relacionado a inúmeras outras funções no Sistema Hematopoiético. 35 UNIDADE Características da Hematopoiese Importância e Função das Plaquetas para o Processo de Coagulação As plaquetas atuam no processo de coagulação sanguínea. Quando acontece um feri- mento que levou ao rompimento de um vaso sanguíneo, ocorre uma porção de eventos que visa a impedir a hemorragia. A coagulação, ou formação de um coágulo, dá-se quando filamentos de proteínas presentes no plasma formam uma espécie de malha que impede o escape do sangue. Esse processo consiste na manutenção do equilíbrio entre a formação de trombos e as perdas sanguíneas. Relativamente, são poucas as substâncias envolvidas no processo de coagulação, caracterizado como um Sistema Biológico de Amplificação. Algumas substâncias de iniciação ativam em sequência uma cascata de proteínas que resultam na geração de uma enzima chamada trombina, responsável pela conversão de fibrinogênio em fibrina. A fibrina é responsável pela infiltração dos agregados de plaquetas nos locais de lesão dos vasos sanguíneos e garante a estabilidade química para o estabelecimento de ligações firmes. O coágulo formado evita que haja perda de sangue, tanto interna quanto externa- mente. Ao longo do tempo, conforme a cicatrização definitiva dos vasos sanguíneos acontece, o coágulo formado se desidrata e é degradado pelo organismo. Teste o seu Conhecimento: Agora é a hora de pôr em prática tudo o que você aprendeu nesta Unidade! Elabore um mapa conceitual indicando os conceitos e os agentes mais importantes na hematopoiese. Identifique os fatores-chave desse processo e evidencie a relação estabelecida entre eles em prol do bom funcionamento do organismo. Para produzir seu Mapa Conceitual, considere as leituras básicas e complementares realizadas e assista ao vídeo. Disponível em: https://youtu.be/timbiW1WX1c 36 37 Material Complementar Indicações para saber mais sobre os assuntos abordados nesta Unidade: Livros Fundamentos em Hematologia Leia o Capítulo 1 – Hematopoiese. HOFFBRAND, A. V.; MOSS, P. H. Fundamentos em hematologia. 8. ed. ArtMed, 2018. https://bityl.co/8Trv Fundamentos em hematologia Leia o Capítulo 2 – Eritropoiese e aspectos gerais da anemia. HOFFBRAND, A. V.; MOSS, P. H. Fundamentos em hematologia. 8. ed. ArtMed, 2018. https://bityl.co/8Try Vídeos A vida e a função de células vermelhas e plaquetas https://bityl.co/8TsX Hemoglobina https://bityl.co/8TsT Linhagens de células do sangue https://bityl.co/8TsQ Teor de oxigênio https://bityl.co/8Tse 37 UNIDADE Características da Hematopoiese Referências BAIN, B. J. Células sanguíneas: um guia prático [recurso eletrônico. Tradução de Renato Failace. 5. ed. Porto Alegre: Artmed, 2016. FAILACE, R. Hemograma: Manual de interpretação, 6. ed. Porto Alegre: ArtMed, 2015. HOFFBRAND, A. V.; MOSS, P. H. Fundamentos em hematologia. 8. ed. Porto Alegre: ArtMed 2018. LONGO, D. L. Hematologia e oncologia de Harrison. 2. ed. Porto Alegre: AMGH, 2015. ROSS, M. H. et al. Atlas de histologia descritiva Ross. Porto Alegre: Artmed, 2012. SILVA, P. H.; HASHIMOTO, Y. Interpretação laboratorial do eritrograma: textos & atlas. São Paulo: Lovise, 1999. SILVA, P. et al. 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