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Hemocitopoese É o processo contínuo de produção de células do sangue, que envolve: • Renovação • Proliferação • Diferenciação • Maturação celular As primeiras células sanguíneas do embrião surgem muito precocemente (19° dia de gestação) no mesoderma do saco vitelino. Essa fase, chamada mesoblástica, é caracterizada pelo desenvolvimento e eritroblastos primitivos e geralmente ocorre no interior de vasos sanguíneos em desenvolvimento. Entre a 4° e 6° semana, inicia-se a hemocitopoese definitiva, com a migração para o fígado fetal de células originadas dos vasos em desenvolvimento. O fígado funciona temporariamente como órgão hemocitopoético. Essa fase, chamada hepática, é caracterizada pelo desenvolvimento de eritroblastos, granulócitos e monócitos. A hemocitopoese hepática, extravascular, é muito importante durante a vida fetal. Outros órgãos em desenvolvimento como o baço, timo e linfonodos também contribuem para a hemocitopoese, especialmente produção de linfócitos. No segundo mês de vida, a clavícula já começa a se ossificar e tem início a formação de medula óssea hematógena (vermelha) em seu interior, dando início a fase medular da hemocitopoese. Na vida pós-natal, os eritrócitos, granulócitos, linfócitos, monócitos e plaquetas se originam a partir de células-tronco da medula óssea vermelha. Conforme o tipo de glóbulo formado, o processo recebe os nomes: • Eritropoese • Granulocitopoese • Linfocitopoese • Monocitopoese • Megacariocitopoese Todas as células são derivadas primariamente da medula óssea; linfócitos B se diferenciam na medula, enquanto linfócitos T provêm de células que migram da medula para o timo e ali se diferenciam. Em órgãos linfoides secundários, como o baço, linfonodos, os linfócitos Te B proliferam intensamente. A medula óssea vermelha se localiza no osso esponjoso. Células-tronco, fatores de crescimento e diferenciação As células-tronco originam células-filhas que seguem dois destinos: • Permanecem como células-tronco para autorrenovação (modelo estocático) • Se diferenciam em outros tipos celulares com características específicas (modelo intuitivo - determinado por agentes reguladores no microambiente medular, de acordo com as necessidades do organismo). Essa regulação ocorre via interações célula-célula ou por meio de fatores de crescimento. As células-tronco são caracterizadas por: • Capacidade de autorrenovação • Capacidade de gerar uma ampla variedade de tipos celulares • Capacidade de reconstituir o sistema hemocitopoético quando injetadas na medula de camundongos letalmente irradiados. Células-tronco pluripotentes Todas as células do sangue derivam de um único tipo celular da medula óssea, por isso chamada célula-tronco pluripotente. Estas células proliferam e formam duas linhagens: a das células linfoides, que forma linfócitos, e a das células mieloides, que origina os eritrócitos, granulócitos, monócitos e plaquetas. Células progenitoras e células precursoras A proliferação das células-tronco pluripotentes origina células-filhas com potencialidade menor. Essas células-filhas são as células progenitoras multipotentes que produzem as células precursoras (blastos). É nas células precursoras que as características morfológicas diferenciais das linhagens aparecem pela primeira vez. As células progenitoras quando se dividem, podem originar outras células progenitoras e também células precursoras, mas as precursoras só origiam células sanguíneas destinadas a amadurecer. A hemocitopoese depende do microambiente adequado e de fatores de crescimento, fornecidos pelas células do estroma dos órgãos hemocitopoéticos. Esses fatores, denominados fatores de crescimento hemocitopoéticos, regulam a proliferação, a diferenciação e a apoptose de células imaturas, assim como a atividade funcional de células maduras. Dentre esses fatores, encontram-se fatores estimuladores de colônias (CSF, colony stimulating factors). Um fator de crescimento geralmente é capaz de influenciar outras linhagens, atuando junto com outros fatores. Por exemplo, embora o G-CSF estimule a proliferação de progenitores de granulócitos, ele atua juntamente com a IL-3 para aumentar a formação de megacariócitos. Nesse processo de hemocitopoese, o potencial de diferenciação e a capacidade de autorrenovação diminuem gradualmente. A resposta mitótica aos fatores de crescimento alcança seu máximo no meio do processo. Daí em diante, acentuam-se as características morfológicas da célula e aumenta sua atividade funcional. Hemocaterese A hemocaterese é um processo pelo qual as hemácias e demais elementos figurados do sangue envelhecidos são eliminadas da circulação. Uma hemácia vive em média de 90 a 120 dias, ao passar esse período de vida essas células são destruídas através de fagocitose - processo utilizado pela célula para englobar partículas sólidas - que será realizado pelo baço e também pelo fígado. No fígado, por sua vez, a hemocaterese é realizada pelas células de kupffer que fagocitam as hemácias velhas e liberam o ferro contido nas moléculas de hemoglobina. Medula óssea A medula óssea é um órgão difuso e volumoso. É encontrada no canal medular dos ossos longos e nas cavidades dos ossos esponjosos. Distinguem-se em: • Medula óssea vermelha (hematógena): deve sua cor a numerosos eritrócitos em diversos estágios de maturação. • Medula óssea amarela: rica em células adiposas e que não produz células sanguíneas. No recém nascido, toda a medula óssea é vermelha. Com o avançar da idade, a maor parte da medula óssea transforma-se na variedade amarela. A medula amarela ainda retém células- trocno e em certos casos, como nas hemorragias, alguns tipos de intoxicação e irradiação, pode transformar-se em medula óssea vermelha e voltar a produzir células do sangue. A medula óssea contém muitas células-tronco que podem produzir diversos tecidos, e não apenas células sanguíneas. Com seu grande potencial de diferenciação, essas células tornam possível a produção de células especializadas que não são rejeitadas pelo organismo porque se originam da medula da mesma pessoa. O uso de células-tronco provenientes da medula tem oferecido alguns benefícios clínicos a pacientes com osteogênese imperfeita e infarto do miocárdio, por exemplo. Medula óssea vermelha É constituida por células reticulares, associadas a fibras reticulares e formam uma rede, percorrida por numerosos capilares sinusoides. Artérias também são encontradas na medula. A inervação da medula consiste principalmente em fibras nervosas mielínicas e amielínicas existentes na parede das artérias. Algumas fibras amielínicas terminam em regiões de hemocitopoese, e alguns neurotransmissores (ex: substância P) contribuem para a regulação deste processo. O endotélio dos capilares e as células reticulares são fontes de citocinas hemocitopoéticas. A hemocitotopoese ocorre nos espaços entre capilares e células reticulares, sendo regulada por citocinas estimulatórias e inibitórias, contatos intercelulares e proteínas da matriz extracelular existentes neste estroma. Neste ambiente especial, célula stronco proliferam e se diferenciam em todos os tipos de células do sangue. Células adiposas ocupam aproximadamente 50% da medula óssea vermelha no indivíduo adulto. O aumento do tecido adiposo se continua gradualmente com o envelhecimento. A matriz extracelular, contém: • fibronectina • laminina • tenascina • trombospondina • vitronectina • glicosaminoglicanos • proteoglicanosVárias destas moléculas a hemonectina, interagem com receptores celulares, fixando temporariamente as células e interferindo positivamente ou negativamente na função de diferentes citocinas. Essas interações formam microrregiões especializados que podem facilitar o desenvolvimento de linhagens sangúineas específicas, favorecer a sobrevivência de células- tronco ou a quiescência celular. A liberação de células maduras da medula para o sangtte ocorre por migração através do endotélio. De modo geral, o processo de maturação envolve a perda de receptores de adesão célula célula e célula-matriz, podendo ser controlada por fatores de liberação. Maturação dos eritrócitos Célula madura é a que alcançou um estágio de diferenciação que lhe possibilita exercer todas as suas funções especializadas. O processo básico da maturação da série eritrocítica é a síntese de hemoglobina e a formação de um corpúsculo pequeno e bicôncavo, que oferece o máximo de superfície para as trocas de oxigênio. A diferenciação dos eritrócitos ocorre em nichos que contêm macrófagos no seu estroma central e células eritrocíticas em desenvolvimento. De acordo com seu grau de maturação, as células eritrocíticas são chamadas de: • Proeritroblastos • Eritroblatos basófilos • Eritroblastos policromáticos • Eritroblastos ortocromáticos • Reticulócitos • Hemácias O proeritroblasto é uma célula grande que sintetiza intensamente proteínas. As proteínas sintetizadas por ele destinam-se principalmente a reconstituir o tamanho da célula, que se divide ativamente. Há também síntese de hemoglobina. O ferro é levado para os proeritroblastos e os outros eritroblastos pela transferrina, uma proteína plasmática transportadora de ferro. Os eritroblastos contem receptores para transferrina na membrana. Após se combinarem, o complexo receptor-transferrína penetra o citoplasma por endocitose. O eritroblasto basófilo é uma célula menor do que a anterior. A cromatina é condensada em grânulos grosseiros. Não há nucléolos visíveis. O eritroblasto policromático é uma célula ainda menor, com um núcleo contendo cromatina mais condensada. Contém hemoglobina em quantidade suficiente para aparecer uma acidofilia citoplasmática (cor-de-rosa), que, somada à basofilia ainda existente, confere uma coloração cinza ao citoplasma dessa célula. O eritroblasto ortocromático ou normoblasto. Seu núcleo, com cromatina muito condensada, é picnótico. Por sua riqueza em hemoglobina, o citoplasma do eritroblasto ortocromático é acidófilo. O normoblasto começa a emitir uma série de saliências citoplasmáticas, uma delas contendo o núcleo, que é expelido, levando ao seu redor uma delgada camada de citoplasma. A parte anucleada, que passa a ser chamada reticulócito, apresenta algumas mitocôndrias e muitos polirribossomos, que ainda sintetizam hemoglobina. O reticulócito também difere do eritrócito por conter vestígios de RNA, mostrando uma basofilia homogênea, superposta à intensa acidofilia da hemoglobina. Os reticulócitos saem da medula óssea e vão para o sangue, onde permanecem por pouco mais de 1 dia antes de se tornarem eritrócitos maduros; por esse motivo, sua porcentagem no sangue de adultos normais é baixa. Granulocitopoese No processo de maturação dos granulócitos ocorre síntese de muitas proteínas, que são acondicionadas em dois tipos de grânulos: Azúrófilos e Específicos. As proteínas desses grânulos são produzidas no retículo endoplasmáticos granuloso e recebem o acabamento final e o endereçamento no complexo de Golgi, em dois estágios sucessivos: • Produção de grânulos azurófilos: contêm enzimas do sistema lisossomal. • Produção das proteínas dos grânulos específicos. Maturação dos granulócitos O mieloblasto é a célula mais imatura já determinada para formar exclusivamente os três tipos de granulócitos. Quando nela surgem granulações citoplasmáticas específicas, essa célula passa a ser chamada de promielócito neutrófilo, eosinófilo ou basófilo, conforme o tipo de granulação existente. Os estágios segintes de maturação são: • Mielócito • Metamielócito • Granulócito com núcleo em bastão • Granulócito maduro Mieloblasto possui núcleo grande, esférico, com cromatina muito delicada e um ou dois nucléolos. O promielócito é menor do que o mieloblasto. O núcleo é esférico. A cromatina é mais grosseira do que na célula anterior. O citoplasma do promielócito é mais basófilo e contém grânulos específicos (neutrófilos, eosinófilos e basófilos) ao lado das granula- ções azurófilas. O núcleo do mielócito pode ser esférico ou em forma de rim, e a cromatina é grosseira. Desaparece a basofilia citoplasmática e aumenta a quantidade de grânulos específicos, formando-se os mielócitos neutrófilo, basófilo e eosinófilo. O metamielócito caracteriza-se por ter núcleo com uma chanfradura profunda, que indica o início do processo de formação dos lóbulos. Antes de adquirir a forma nuclear lobulada típica da célula madura, o granulócito neutrófilo passa por uma fase intermediária, chamada neutrófilo com núcleo em bastonete ou simplesmente bastonete. Cinética da produção de neutrófilos O tempo total gasto desde o aparecimento do mieloblasto até o final de sua maturação, que leva à penetração de neutrófilos no sangue, é de aproximadamente 11 dias. Durante sua maturação, os neutrófilos passam por diversos compartimentos anatômicos e funcionais: • Compartimento medular de formação: pode ser subdividido em mitótico (novos neutrófilos são produzidos) e de amadurecimento. • Compartimento medular de reserva: que contém neutrófilos maduros, aí mantidos por tun período variável (geralmente 4 dias), antes de penetrarem o sangue. • Compartimento circulante: constituído pelos neutrófilos. • Compartimento de marginação: formado por neutrófilos que, embora contidos nos vasos sanguíneos, não circulam. Cinética da produção de outros granulócitos Os eosinófilos permanecem menos de 1 semana no sangue, mas existe um grande pool armazenado na medula que pode ser mobilizado rapidamente quando necessário (p. ex., em caso de reações alérgicas ou parasitoses). A formação de basófilos é bem menos conhecida. Maturação dos linfócitos e monócitos À medida que os linfócitos maturam, sua cromatina se torna mais condensada, os nucléolos se tornam menos visíveis e a célula diminui de tamanho. Além disso, subpopulações de linfócitos adquirem receptores superficiais específicos, que podem ser identificados por meio de técnicas que utilizam anticorpos que se ligam a esses receptores. Linfócitos Se originam no timo e nos órgãos linfoides periféricos (baço, linfonodos e tonsilas). Os linfócitos T e B se diferencam no timo e na medula óssea, respectivamente, independente de antígenos. Nos tecidos, o linfócito B se diferencia em plasmócito, célula produtora de imunoglobulinas. linfoblasto > prolinfócito > linfócitos maduros O linfoblasto é a maior célula da série linfocítica. O prolinfócito é menor do que a célula anterior podendo conter granulações azurófilas. O prolinfócito dá origem diretamente ao linfócito circulante. Monócitos Célula mieloide multipotente > Monócitos > Macrófagos A célula mais jovem da linhagem é o promonócito, que mostra grânulos azurófilos finos (lisossomos). Os promonócitos dividem-sé duas vezes e sê transformam em monócitos que passam para o sangue, no qual permanecem cerca de 8 h. Depois, migram para o tecido conjuntivo e se diferenciam em macrófagos. Origem das plaquetas As plaquetas se originam namedula óssea vermelha pela fragmentação do citoplasma dos megacariócitos, os quais, por sua vez, formam-se pela diferenciação dos megacarioblastos. Megacarioblastos > Megacariócitos > Plaquetas O megacarioblasto tem núcleo grande, oval ou em forma de rim, com numerosos nucléolos. O megacariócito tem núcleo irregularmente lobulado e cromatina grosseira. Contém numerosas granulações que formam os cromômeros das plaquetas. Durante a maturação do megacariócito aparecem grânulos citoplasmáticos, delimitados por membrana. Esses grânulos se formam no complexo de Golgi e depois se distribuem por todo o citoplasma. São precursores do hialômero das plaquetas. Os megacariócitos são adjacentes aos capilares sinusoides, o que facilita a liberação das plaquetas para o sangue.