Aula 2 Eritropoiese

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Relembrando:
Última aula: célula tronco hematopoiésica identificada pelo seu CD34 de longa renovação, depois uma curta renovação e depois à medida que ela vai perdendo o CD34 ela vai deixando de ser uma célula tronco hematopoiética e começa a se transformar em uma célula com capacidade de diferenciação, formando assim as séries do sangue.
Aula de hoje:
Precursor comum mieloide (CMP): já está em estado de diferenciação (não pode, por exemplo, se transformar em precursor linfoide comum – CLP) e está comprometido com uma linguagem de células mais específica. Precursor mieloide comum pode se dividir em MEP – produtor dos eritrócitos, as hemácias, e dos megacarócitos – e em GMP
A capacidade de auto renovação reduz à medida que aumenta-se a diferenciação.
Outra forma de chamar o precursor mieloide comum é chama-lo de “Unidade formadora de colônia”
O precursor mieloide como vai se especializar em unidade formadora de eritrócitos por explosão (BFU) ou unidade formadora de colônia e CFU 
A quantidade de células vermelhas é muito afetada por diversas condições. Muitas vezes o nível de hemoglobina não sobe devido a um processo inflamatório, com um prejuízo na produção de hemácias e no número total de hemácias, independente de sangramento.
Produção por horas: 1010 hemácias. A taxa de destruição acompanha essa taxa de destruição a fim de evitar hiperviscosidade do sangue
Hemoglobina permanece ativa por 120 dias – meia vida.
Homem normalmente tem uma hemoglobina mais alta em média, a mulher, em média, tem menos por conta da menstruação.
O recém-nascido também apresenta grande quantidade de hemoglobina por ter uma demanda maior.
De um ano até a puberdade há uma necessidade de uma grande quantidade de hemácias.
Relembrando: 
A produção de sangue, principalmente a eritropoiese isolada, começa com uma hematopoiese primitiva no saco vitelínico
Hemangioblasto: forma uma ilhota no sangue e células vermelhas. Nesse processo há uma migração para produção de sangue intraembriôica ocorrendo no fígado, baço e migrando posteriormente para a medula óssea de maneira definitiva. 
A célula tronco tem sensor de cálcio, a formação dos ossos do embrião, portanto, já favorece para que ocorra o homing – processo migratório - de células tronco.
Depois do nascimento, há transferência definitiva das células tronco para a medula óssea
Principais ossos na idade adulta
Esterno 
Vértebras
Pelve
Região de epífises de ossos longos, como o fêmur
Eritropoiese
O processo de produção de hemácias ocorre principalemte na medula óssea vermelha.
Excesso de produção de células hematopoiéticas de uma maneira patológica pode causar deformações faciais, como a face talassêmica.
Talassemia: Há defeito de produção de hemoglobina. Apesar de não haver problema com a quantidade de hemácias produzidas, a falta de hemoglobinas resulta em um produto defeituoso. Esse sangue fica retido dentro da própria medula. Com isso, o paciente fica em estado anêmico crônico e tem um grande estímulo para a produção de mais hemácias. Na criança talassêmica o estímulo é tão grande para eritropoise que ossos que normalmente não tem grande atuação na hematopoiese passem a ter.
Mielofibrose: Não há capacidade de produção do sangue dentro da medula óssea, portanto o organismo cria um tumor que faz sangue extramedular. É uma resposta intensa para uma situação onde o organismo tenta manter seus níveis de hemácias adequado.
Síndrome mieloproliferativas: Podem estimular não só o aparecimento de tumores que produzem sangue mas também estimular a produção em órgãos que anteriormente tinham esssa característica.
O organismo não aceita condições com baixa produção hematopoiética. Em casos de doenças na qual há prejuízo no nível de hemácias no sangue periférico é possível também o surgimento de esplenomegalia e hepatomegalia. Isso porque, nesses casos, é possível que órgãos que não apresentavam mais função eritropoietica, como fígado e baço, passem a ser recrutados para tentar suplantar essa anemia. Ou seja, espeno e hepatomegalia associada à baixa produção de sangue nem sempre tem relação com infecção.
Modelo de diferenciação
Célula tronco hematopoiética (CTH) Precursor mieloide comum (CMP) Precursor de eritroide megacariocítico (MEP) Unidade formadora de colônia por explosão (BFUE) Unidade formadora de colônia de eritrócitos (CFUE)
MEP ainda não é uma célula especializada na produção de células vermelhas, ela ainda pode virar plaquetas.
BFUE Primeira célula especializada na produção exclusiva de células vermelhas
BFUE propicia a formação de colônias com muitas células. Uma vez que há formação dessas colônias, há, na sequência, surgem unidades formadoras de colônias de eritrócito (CFU) e depois pro eritroblastos e células vermelhas.
Até o CFUE, não é possível diferenciar as células células por microscopia óptica
A partir do proeritoblasto é possível identificar os diferentes precursores.
Éritron – compartimento eritroide
Pro-eritroblasto (PE) Eritroblasto basófilo (EB) Eritroblasto policromatófilo (EP) Eritroblasto ortocromático (EO) Reticulócito (ret) Hemácia (Hc)
A primeira célula identificada na microscopia comprometida com a produção da linha vermelha era o proeritroblasto.
Apresenta citoplasma grande e núcleo grande e sofre especialização até a formação da hemácia
Há dois movimentos: 
Para ser uma célula vermelha ela deves ser rica em hemoglobina. todos os genes para a produção dessa hemoglobina estão exacerbados (9 GATA-GOF-1/EPOR/EKLF)
Há também um processo de redução da atividade nuclear, condensação e retirada do núcleo.
Benefício da hemácia perder o núcleo
Mais espaço para hemoglobina.
Possibilita um processo de deformidade para passar por sinusóides capilares sem sofrer hemólise.
Condensação nuclear é regulada pela histona D-acetilase (HDAC 2).
Estratégias antitumorais envolvem inibidores de histona por inibir a formação das hemácias. Ou seja, um efeito colateral muito típico é a anemia.
As histonas são responsáveis por condensar o DNA e permitir a saída do núcleo da célula.
A membrana da hemácia não é uniforme. Há proteínas transmembrana especialmente no sentido longitudinal. Há também proteínas horizontais que garante estabilidade à forma das hemácias.
A retirada do núcleo se dá no processo de formação do reticulócito (primeiro precursor sem núcleo)
A partir do reticulócito não há mais auto-replicação, apenas especialização.
Diferenciação é propiciada por divisão assimétrica: Eritroblasto ortocromático formará o reticulócito e um pirenócito - célula com nucleo que foi retirado.
Reticulócito emite CD47, que diz para o macrófagoo para mnão fagocita-lo
Nurse cell: Um macrófago rodeado por células nucleadas da série vermelha; Processo essencial para a produção do sangue. O eritroblasto ortocromático produz um reticulocito que exrpressa a CD47 (somente é expresso após a divisão). A expressão desse CD47 faz com que o macrófago não endocite o reticulócito. Enquanto isso, o pirinócito expressa fosfatidil serina, indicando ao macrófago que ele deve proceder com a endocitose e destruição daquela célula.
Proteína EMP (eritroblasto macrofágica) – presente no eritócito e no macrófago. Ela permite que esse processo ocorra. Depois da divisão, somente o pirinócito permanece ligado. Quando é retirada a EMP, há uma morte intraútero do indivíduo ocasionada por uma anemia grave. 
Por que o macrófago não fagocita o eritroblasto ortocromático?
Porque precisa da expressão da fosfatidil serina para que ocorra a fagocitose, ela está expressa no pirenócito mas não no eritroblasto.
O reticulócito normalmente circula entre medula óssea e o sagnue periférico, pode ser lançada uma reserva de reticulócito mais ou menos dependendo da situação clínica do paciente
O eritroblato ortocromático não aparece no sague periférico em situações normais, o acontecimento desse fato pode representar estresse e necissade de mais hemácias.
As hemácias nucleadas (normoblastos ou eritroblastos) aparecem normalmente no sangue periférico?
Não
Comoé chamada aprenseção de hemácias nucleadas no sistema periférico?
Reação eritroblástica ou eritoblastose ou eritroblastose circulares. Normalmente tratam-se de reaçõeo leuoritroblásticas (porque normalmente os eritroblastos não vão sozinhos, vão leucócitos também).
Quando isso acontece o que devo pensar
Estimulo para produzir mais/estresse hematopoiético
Hemólise
Sangramento
Sepse 
Recuperação medular pós quimioterapia.
Ou Ocupação medular (mielofitíase) – se a medula não está funcionando corretamente, ela lança precursores no sangue
Fibrose medular
Tumor sólido infiltrado na medula óssea
Leucemia
Linfoma infiltrado da medula óssea
Doenças infecciosas
(Análise histológica)
O Reticulócito é anuclear como a hemácia. Contudo, ele é mais volumoso e tem formato esférico, devido a não ter sofrido todo o processo de perda de RNA produtor de hemoglobina.
Hematopoiese de estresse – lança-se células mais primitivas na circulação e as hemácias parecem com pontilhados – remanescentes nucleares ou remanescentes de RNA.
Reticulócitos
Células sem núcleo com um volume e atividade produtora de hemoglobina maior que nas hemácias. Há, relativamente, uma grande quantidade de RNA e ribossomos que mantêm a síntese de hemoglobina.
Reticulócitos elevados = medula óssea funcionante e hiperestimulada (ex: sangramento, hemólise,...)
Se houver anemia diz-se anemia hiperproliferativa
Reticulócitos baixo = medula não funcionante ou hipoativa. (ex: leucemia, fibrose medular, aplasia, deficiência de ferro, deficiência de B12 ou folato...)
Se houver anemia diz-se que a anemia é hipoproliferativa
Pacientes com anemia hipoproliferativa comumente tem hepato e esplenomegalia.
Hiperplasia eritroide + reticulócito corrigido baixo
O cálculo do número de reticulócitos informa se a medula está com seu maquinário da medial adequado, independente do paciente estar com anemia.
Os reticulócitos vão durar menos na circulação periférica que as hemácias. E, eles não poderão se transformar em hemácias no sangue periférico.
Ainda assim, é normal que exista uma quantidade de reticulócitos na circulação em condições fisiológicas – 3 a 4 dias na medula e 1 circulante.
É necessário corrigir os reticulócitos.
Contagem de eriticulócitos corrigida = reticulócitos (%) x hematócrito/45
Ou
Contagem de reticulócitos corrigida = reticulócitos (%) x hemoglobina/15
15 e 45 são valores que vem de uma quantidade normal. É uma regra de 3
Regra de três
% RETICULÓCITOS CONTAGEM DE RETICULÓCITOS CORRIGIDA
15 HEMOGLOBINA
Isso é feito para compreender se o valor de reticulócitos está mais alto que o normal ou não.
Essa correção é necessária porque o exame só vai levar em conta a quantidade de reticulócitos na periferia. Contudo, o tamanho da reserva de reticulócitos na medula varia de acordo com o grau de anemia do paciente. Ou seja, quanto menos hemácias circulantes, menos eritrócitos ficarão estocados.
Anemia hemolítica x Anemia ferropriva
Reticulocito alto – excesso de destruição/consumo
Reticulocito baixo – falta de produção
Hematócrito: É a percentagem de volume ocupada pelos glóbulos vermelhos ou hemácias no volume total de sangue.
Onde as hemácias morrem?
São removidas pelo sistema fagocítico-mononuclear (baço, fígado, MO...)
4-12% da Hb é destruída ainda na medula óssea em condições normais: eritropoiese ineficaz.
Algumas doenças também resultam em eritropoisese ineficaz, como a talassemia e a anemia megalobástica
A destruição das hemácias ocorre dentro do baço fígado e medula, mas o baço tem uma atividade muito importante para a hemácia.
A esplenectomia aumenta a vida das hemácias?
Em situações normal não, em doenças como a esferocitose e talassemia sim
Não funciona na anemia falciforme, pois é destruição aumentada é hepática. É uma estratégia terapêutica que é utilizada ocosionalmente
Como os macrófagos sabem que devem remover as HCs velhas?
Formação de agregados de proteína banda 3 estabilizadas por Hb oxidadas (alteração conformacional) reconhecidos como antígenos liga uma imunoglobulina e complemento receptor do macrófago é estimulado eliminadas
A quantidade de proteína banda 3 é fixa. Porém, com o passar do tempo, ocorrem alterações de conformação que permitem que hemoglobinas oxidadas se liguem a ela, de modo a virar um antígeno não próprio.
Ressalta-se o papel do baço na destruição das hemácias e o reaproveitamento da hemoglobina.
Eritropoetina (EPO)
Principal regulador da eritropoiese, produzido principalmente pelo rim
Todo paciente com insuficiência renal importante terá queda da eritropoietina e terá anemia .
A eritopoetina começa a atuar nas unidades formadoras de colônia por explosão (BFUE), nem todo o BFUE tem receptores para a eritptropitina, mas todo CFU tem, e é a principal célula que responde à eritropoietina.
A eritrpoetina tem papel marcante e inicial na produção das células vermelhas estando presente nas células mais primitivas. A partir dos eritroblastos policromáticos não há mais eritropoetina, o que demonstra o seu papel precoce na formação de hemácias. A ausência de eritropoetina é capaz de prejudicarde maneira importante a hematopoiese.
É uma glicoproteína produzida pelo cromossomo 7 e e é 7% produzida pelo fígado sendo que na fase embrionária o fígado é o principal sintetizador. 
A produção é estimulada pela tensão de O2 no tecido renal. Faz sentido pois quanto maior a tensão de O2 mas hemácias serão necessárias para deslocar esse O2.
Também aumentam o estímulo para produção de eritropoetina: 
Anemia
 Hemoglobina com alta afinidade pelo O2 
Situações de intoxicação, onde há interação com CO. De modo a não permitir que a difusão de O2 seja percebida
 O2 ar reduzido em regiões de grande altitude
Pneumocardiopatia
Dano à Circulação Renal.
A trombopoetina atua na formação das plaquetas. Formação hepática, principalmente. Totalmente diferente da eritropoetina, tem uma produção mais estável. 
Ação: Receptor de eritropoietina – receptor transmembrana que ativa GATA 1 E FOG 1 – genes eritroides.
Esses genes são responsáveis por:
Biossíntese de Hb
Síntese de proteínas de membrana
Síntese de bioesqueleto citoesqueleto
Estimulam a replicação
Inibem a apoptose
Receptor de transferrina
Falta de EPO ou de Receptor de EPO (EPOR)
Resulta em aumento dos precursores precoces e eritropoiese ineficaz.
EPOR
Três porções: extraceular, transmembrana, intracitoplasmática
A eitroporiteina se liga na parte extracelular. A pariti dessa ligação ela vai desencadear processos que estimularão genes – GATA1 e FOG1 - para produção de hemácias – tb atuam na síntese d eproteinas do citoesqueleto, evitam apoptose da célula, estimulando a replicação.
Na região citolplasmática, carboxiterminal, ficará a região regulatória negativa, onde haverá fosfatases que vão se ligar e desativar a eritropoetina.
O receptor de eritropoetina é um monômero que ao contato com a eritropoetina sofre um processo de dimerização, podendo, a paritr daí, ativar a JAK2. A JAK2 é uma Tirosina quinase vai ativar mediadores para transcrição genética	, como STAT5.
São ativados genes de replicação celular: MYC, principalmente. GATA-1, ativador genético de produção de hemácias e hemoglobina e o BCL 2, um gene antiapoptótico.
O mesmo processo ocorre na ausência da eritropoetina. Há uma Tirosinofosfatase específica que se liga ao JAK2 e impede a transferência de fosfato para os mediadores. 
O processo de atuação, de uma forma resumida
 Eritropoetina JAK2 Ativação de mediadores de transcrição ativação de genes para hematopoiese.
Bloqueio: Fosforilação da JAK2, inativando-a a partir de uma tirosinofosfatase específica (Hb1)
Existe uma doença onde há ativação de JAK2 de forma constitutiva. Esse paciente tem uma grande massa eritroide e não responde a estímulo negativo de hematopoiese.
Como a eritroproteína interage e como ela funciona?
Dentro das células tubulares renais há sensores que captam a quantidade de oxigênio circulando e determinam se há situação de hipóxia ou normóxia. A ligação dessamolécula de oxigênio ao fator HIF-alfa acarreta uma destruição desse fator pela proteína VHL (proteína de Von Hippel-Lindau). A ausência dessa proteína dá uma origem a uma doença que gera poli-isquemia desde o recém nascido. Quando há O2 e VHL, há destruição de HIF-alfa	e não há formação de eritropoetina. Em hipóxia, o HIF-alfa ficará livre em relação ao oxigênio, vai até o núcleo da célula, vai se ligar ao HIF-beta e iniciar a transcrição de eritropoetina.
Regulação da eritropoiese pela EPO
Valor da dosagem sérica da EPO
Tumores secretores de EPO -> aumento da EPO -> eritrocitose
Policitemia vera – neoplasia da célula tronco hematopoiética que mantem ativação JAK2 independe de eritropoetina.
Insuficiência renal crônica – baixos níveis de eritropoetina
Hipóxia em situações graves
Eritropoetina e célula tronco
Indireta:
Reduz osso trabecular
Dowregula CXCR4 na CD34+
Resulta em menor interação com o nicho, mantendo-a menos no estado quiescente
Na parte de diferenciação eritroide, o principal gene para estimular o comprometimento de uma célula mieloide precursora para a série eritroide é o GATA1. É o principal gene ativado pela eritropoetina.
Eritropoetina é o principal fator de crescimento
Durante a formação das hemácias há alguns outros fatores que pode ser utilziados em colônias de cultura de células vermelhas
Receptores de glucocorticoides
Glucocorticoides são hormônios de estresse.
Reppsota hematopoieica momentânea ao estresse
Bloqueia maturação – aquela célula vai rapidamente produz seus precursores ou liberar reticulócitos e eritroblastos ortocromáticos.
Quando há um reticulócito normal ele fica em média 3 a 4 dias na medula e 1 fora, no sangue periferico. Essa média vai se invertendo quando o hematócrioto vai reduzindo.
Regulação negativa da eritroopoiese: Anemia mais frequente na clínica médica: Anemia da doença crônica. O sistema imune, em situações de inflamação crônica, por exemplo, lança mão de citocinas que conseguem inibir os nossos percussores. 
interferon gama (INF ɣ) – inibe BFU e aumenta , produtor mieloide.
Interleucina 2 e 3 – inibe BFU
BFU E CFU, apesar de das diferenças, não são visualmente diferentes. Sua diferença dá-se pelas proteínas expressas pela membrana, como a concetração de CD34, por exemplo.
BFU é a primeira célula comprometida com a produção de hemacias. O CFU é a principal célula resposta a eritropoietina.
A partir do que a célula expressa na membrana é possível identificar o estagio de maturação: PE expressa CD71 e EB não expressa CD235.