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HEMATOPOESE Prof. Dr. Célio Ribeiro Hematopoese Processo que envolve a formação, proliferação, diferenciação e maturação funcional de todas células do sangue A hematopoese compreende: Eritropoese Leucopoese Trombocitopoese Hematopoese Todas as células sanguíneas se originam a partir de um mesmo precursor comum: célula-tronco-hematopoética (CTH) Linfócitos B Linfócitos T Monócitos Neutrófilos, Eosinófilos, Basófilos Plaquetas Hemácias Célula-tronco Hematopoética (CTH) Célula-Tronco As células-tronco são aquelas que formam os tecidos e órgãos do corpo humano e tem poder regenerativo Em função da sua origem e/ou capacidade de diferenciação, as células-tronco podem ser de 2 tipos: Células-Tronco-Embrionárias: encontradas no estágio de blastocisto, possuem a capacidade de se tornarem qualquer tecido do corpo humano (totipotente) Células-Tronco-Adultas: são amplamente encontradas no cordão umbilical e na MO, além de outras partes do corpo humano (pluripotentes) - Hematopoéticas: dão origem a todas as células do sangue e ao sistema imunológico - Mesenquimais: dão origem a cartilagens, ossos, músculos, tendões e gordura Hematopoese Antigamente, no século XIX e XX, os pesquisadores classificavam as células sanguíneas em duas categorias, de acordo com seu local de origem: medula óssea ou órgãos linfóides (timo, baço, linfonodos) Até hoje esta classificação ainda é utilizada, de modo que as células sanguíneas são divididas em duas linhagens: LINHAGEM MIELOIDE: hemácias, neutrófilos, eosinófilos, basófilos, monócitos e plaquetas LINHAGEM LINFOIDE: linfócitos T, B, NK Célula-tronco hematopoética Linhagem Mielóide Linhagem Linfóide Passam pelo processo de diferenciação e transformam-se em 6 tipos de células sanguíneas Passam pelo processo de diferenciação e transformam-se em 3 tipos de células sanguíneas Neutrófilos Eosinófilos Basófilos Monócitos Plaquetas Eritrócitos Linfócitos T Linfócitos B Células NK Desenvolvimento de Células Sanguíneas Mesoblástico: saco vitelino do embrião Hepatoesplênico: fígado e baço Medular: médula óssea Locais da Hematopoese Feto 0 – 2 meses (saco vitelino) 2 – 7 meses (fígado, baço) 5 – 9 meses (médula óssea) De 0 a 2 anos Medula Óssea (praticamente todos os ossos) Adultos Ossos esponjosos: vértebras, costelas, crânio, esterno, sacro e pelve, extremidades proximais dos fêmures Períodos da Hematopoese Ocorre inicialmente do 15º dia da formação do embrião até a 4ª semana de gestação Ilhotas sanguíneas do saco vitelino - endoderme: responsável pelo crescimento das ilhotas sanguíneas - células tronco: diferenciam-se em eritroblastos - endotélio: reveste as ilhotas durante o seu desenvolvimento Linhagem hematopoética primitiva - eritroblastos de morfologia única que não expulsam o seu núcleo (precursores grandes) e não dependentes de EPO Hemoglobinas Gower I (ζ2ε2), Portland (ζ2γ2) e Gower II (α2ε2) Período Mesoblástico Entre a 5ª e a 6ª semana até o 5º ou 6º mês de gestação é estabelecida a hematopoese hepática O baço também participa da hematopoese entre a 12ª e a 28ª semana de gestação Hematopoese: eritrócitos, leucócitos e plaquetas Hemácias anucleadas e precursores menores Hemoglobina fetal (α2γ2) Períodos Hepatoesplênico A partir do 5º mês de gestação começa a formação das cavidades ósseas Início a partir do 6º mês gestação Hemoglobina A1 (α2 β 2) e A2 (α 2 δ 2) Até 5 anos de idade a medula óssea de todos os ossos realizam hematopoese Após 20 anos somente os ossos esponjosos (ilíaco, esterno, crânio, costelas e vertebras) são capazes de gerar células sanguíneas Período Medular Hematopoese Primários: - Medula óssea - Timo Secundários: - Baço - Linfonodos - Tecidos linfóides não encapsulados (MALT, GALT, BALT ) - Amigdalas e Placas de Peyer Órgãos Hematopoéticos A medula óssea é um órgão difuso, possui aspecto gelatinoso e está relacionada com a produção de células sanguíneas, sendo assim, um órgão hematopoiético. Esse órgão está localizado dentro do canal medular dos ossos longos e nas cavidades dos ossos esponjosos. Medula Óssea Existem dois tipos de medula óssea, dependendo da preponderância de tecido vascular ou gorduroso: Medula óssea vermelha: é um tecido fibroso, delicado e altamente vascularizado, que forma todas as células sanguíneas; sua cor se deve à presença de diversos eritrócitos em diferentes estágios de maturação. Medula óssea amarela: sua principal função é armazenar gordura, por isso é rica em células adiposas e não produz mais células sanguíneas Medula Óssea São moléculas presentes na membrana celular que permitem as celulas um interelacionamento com outras células e com os fatores de crescimento Aninhamento e o ”homing” As moléculas de adesão são divididas em familias: - Superfamília das imunoglobulinas - Selectinas - Integrinas Moléculas de Adesão As CTH ficam aninhadas na MO porque existe um microambiente favorável para a manutenção e maturação destas células O microambiente (estroma) medular é formado por vários tipos de células, numerosos vasos sinusoidais e vasos maiores do tipo venoso e arterial, fibras nervosas e reticulares e uma matriz extracelular É constituído por 2 grupos de células-tronco: mesenquimais (CTM) e hematopoéticas (CTH) As CTM dão origem as células estromais: histiócitos, adipócitos, fibroblastos, células endoteliais As CTH dão origem as células sanguíneas: hemácias, leucócitos e plaquetas A matriz extracelular é constituída por fibronectina, hemonectina, laminina, colágeno, proteoglicanos As células estromais as hematopoéticas precisam estar em contato íntimo uma com as outras, através da matriz extracelular Estroma Medular Estroma - componente celular: fibroblastos, adipócitos, macrófagos, linfócitos, células adventícias e células endoteliais - componente acelular: matriz extracelular - MEC (glicoproteínas, fibronectina, colágeno, laminina, hemonectina, sultato de heparina e sulfato de condroitina) Células Hematopoéticas - células tronco - células precursoras - células diferenciadas Medula Óssea Células tronco (“STEM-CELL”) - derivada da 3ª camada germinativa: mesoderme - são capazes de proliferar, gerando cópias fiéis de si mesmas (totipotentes) para manutenção de um número adequado, ou de se diferenciar, gerando descendentes maduros e especializados (pluripotentes) - morfologicamente caracterizam-se como células arredondadas, pequenas e agranulares , com alta relação N/C e por apresentarem como marcador de superfície o CD34+ e CD38- Células Hematopoéticas Células precursoras (CFU’s) - ao se dividirem as células tronco dão origem as células precursoras, as quais se caracterizam pela perda do potencial de auto-regeneração e pelo comprometimento com uma da via de diferenciação - podem ser pluripotentes ou monopotentes - são geralmente designadas como “unidades formadoras de colônias” (CFU – colony-forming units) - possuem grande atividade mitótica - representam o início da diferenciação morfológica da células - localizam-se entre as trabéculas ósseas Células Hematopoéticas Células precursoras (CFU’s) - CFU-GEMM:unidade ou célula capaz de formar vários tipos de precursores das linhagens granulocíticas, eritrocitárias, monocitárias e megacariocíticas - CFU-E: unidade ou célula formadora de colônias constituídas de eritroblastos - CFU-GM: unidade ou célula formadora de colônias constituídas apenas por neutrófilos e monócitos - CFU-Eos: unidade ou célula formadora de colônias constituídas de eosinófilos - CFU-Bas: unidade ou célula formadora de colônias constituídas de basófilos - CFU-M: unidade ou célula formadora de colônias constituídas de monócitos - CFU-Meg: unidade ou célula formadora de colônias constituídas de megacariócitos Células Hematopoéticas Células diferenciadas - são as células que morfologicamente podem ser identificadas à microscopia ótica - são células especializadas que sofreram modificações irreversíveis no seu núcleo e organelas citoplasmáticas - localizam-se nas regiões centrais do espaço medular Células Hematopoéticas Red Cell T ½ = 120 dias Platelet T ½ = 7 a 10 dias T ½ = anos T ½ = 6 a 8 hs T ½ = 6 a 8 hs T ½ = 6 a 8 hs T ½ = 1 dia Células diferenciadas Células Hematopoéticas Ossos 100 % 90 % 80 % 70% 60% 50% 40% 30 % 20 % 10 % crianças adulto Idoso (após 60 anos) Medula Óssea Celularidade 100 % 80 % 60% 40 % 20% 10 % Recém-nascido Adulto Idoso ~60 anos Idoso ~80 anos Medula Óssea São glicoproteínas secretas pelas células estromais que atuam na sobrevivência, proliferação e diferenciação das células hematopoéticas Os fatores de crescimento ou CSF (colony stimulating factors) constituem, juntamente com as interleucinas (IL’s), um grupo de substâncias denominadas citocinas. Os CSF’s atuam geralmente, sobre as células da linhagem mielóide enquanto as IL’s tem ação mais específica sobre as células da linhagem linfóide. Fatores de Crescimento Eritropoetina (EPO) Trombopoetina (TPO) GM-CSF (pluripoetina) G-CSF (pluripoetina α) IL (intercelucinas 1 a 15) IFN (interferons α, β e γ) Fatores de Crescimento Eritropoetina (EPO) - produzida no rim em resposta a hipóxia, age sobre células eritrocíticas jovens, estimulando a diferenciação e a produção de hemoglobina Trombopoetina (TPO) - produzida por macrófagos, age sobre células megacariocíticas jovens, estimulando a diferenciação e produção de plaquetas GM-CSF (pluripoetina) - produzida por células do estroma medular, age sobre células jovens da linhagem granulocítica, estimulando a formação de colônias de granulócitos e macrofágos Fatores de Crescimento Para o bom funcionamento da hematopoese é também necessária a presença de nutrientes essenciais à dieta, como: - ferro: - ácido fólico - vitamina B12 Fatores Nutricionais São substâncias conhecidas como moduladores ou reguladores, pois impedem a produção excessiva de células sanguíneas: - Interferon gama (IFN-γ) - Prostaglandina E - Lactoferritinas ácidas - Lactoferrina - Fator de necrose tumoral (TNF-α) - Fator transformador de crescimento (TGF-β) - Agentes tóxicos como o benzeno, o busulfan e a ciclofosfamida Inibidores da Hematopoese SILVA, P.; H.; HASIMOTO, Y.; ALVES, H. B. Hematologia Laboratorial. Rio de Janeiro: Revinter, 2009. 466 p. ZAGO, M. A.; FALCÃO, R. P.; PASQUINI, R. Hematologia: Fundamentos e Prática. 1ªed. Rio de Janeiro: Atheneu, 2013. 1081 p. LORENZI, T. F. et al. Manual de Hematologia: Propedêutica e Clínica. 4ªed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2006. 710 p. Referências Bibliográficas