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Hematopoiese é o processo pelo qual as novas células do sangue são formados. A Medula óssea, tecido no interior dos ossos, é um dos órgãos mais ativos no corpo, e é o local onde as células vermelhas do sangue, maioria das células brancas e as plaquetas são produzidas. Em crianças, a medula dentro de todos os ossos produz células do sangue, enquanto que em adultos a medula nos ossos longos dos braços e pernas é mais inativo. Apenas cerca de um quarto da medula está envolvido em fazer as células vermelhas do sangue, porque eles têm uma vida útil mais longa do que as células brancas do sangue e exigm a substituição com menos frequência. Dentro da medula óssea, células hematopoiéticas chamadas células estaminais são capazes de produzir todas as diferentes tipos de células sanguíneas. Inicialmente, formam quer células estaminais linfóides ou células-tronco mielóides. As células estaminais linfóides migrar para o baço, linfa nodos e timo e continuar a produzir linfócitos, que são células sanguíneas brancas envolvidas no sistema imunitário resposta ‘s a infecção. Células-tronco mielóides se desenvolvem em células vermelhas do sangue, que transportam oxigênio e células brancas do sangue conhecidas como granulócitos, megacariócitos e monócitos. Os granulócitos e monócitos ajudar a combater a infecção, enquanto megakaryocytes quebrar em fragmentos para formar plaquetas, que estão envolvidas na coagulação do sangue. Regulação da hematopoiese é normalmente muito precisa, a fim de manter níveis normais de células sanguíneas em circulação. Os glóbulos vermelhos vivem geralmente por cerca de 120 dias, e as plaquetas por cerca de dez anos, enquanto as células brancas do sangue podem sobreviver por apenas alguns dias ou mesmo algumas horas. Quando a infecção ocorre, a produção de glóbulos brancos do sangue aumenta dramaticamente, enquanto que um episódio de sangramento provoca mais plaquetas a ser formado. A produção de células vermelhas do sangue é regulado por um hormônio chamado eritropoietina, que é produzida nos rins. Normalmente, existem cerca de 5 milhões de glóbulos vermelhos por microlitro na circulação média adulto, e mais serão formados em condições de baixo oxigênio. Às vezes, a medula óssea pode falhar, afetando hemopoiesis e resultando em diminuição da produção de todas as células do sangue ou apenas algumas linhas. Danos em células hematopoiéticas podem ser causados por condições genéticas presente no nascimento, vírus, tais como hepatite B , a exposição à radiação e certos medicamentos. As deficiências em vitamina B12 e ácido fólico pode prevenir as células sanguíneas de amadurecer corretamente, e alguns tipos de câncer, como o linfoma, podem infiltrar-se na medula óssea. Os sintomas comuns da insuficiência da medula óssea incluem cansaço, fraqueza, infecções recorrentes e hematomas e sangramento excessivo. Os tratamentos variam de acordo com a causa, mas muitas vezes a um transplante de medula óssea é necessário a partir de um doador adequado..HematopoieseHematopoiese é processo de formação das células sanguíneas e outros elementos figurados Ocorre nos chamados órrãos hematopoiéticos, que compreendem a medula ossea e o sistema linfóide Possui 2 linhagens celulares: linhagem mielóide e línfóide (originadas da Stemcell) A célula tronco totipotente origina as células tronco comprometidas, e estas, proliferam ou se diferenciam e entram em maturação. O controle da hematopoiese envolve expressão de diversos genes. Fatores estimulantes e mecanismos de feedback ainda em estudos. Origem e diferenciação das células do sangue A hemafopoiesedepende de: Microambiente adequado (células do estroma) Fatores de crescimento (ou fatores estimuladores de colónias = CSF) AS CÉLULAS-TRONCO As células especiais da medula óssea capazes de originar todos os tipos de células do sangue são chamadas células-tronco. Um grupo especial de células da medula óssea vermelha se divide, originando células linfóides – que vão originar os linfócitos dos tipos B e T – e células mielóides – que vão originar os demais leucócitos, as hemácias e os megacariócitos. A diferenciação das células do sangue ocorre de modo progressivo. Durante os sucessivos ciclos de divisão celular, as células-filhas tornam-se cada vez mais diferenciadas. Comportamento das células-tronco As células-tronco são células indiferenciadas com capacidade de multiplicação prolongada ou ilimitada, capazes de produzir pelo menos um tipo de célula altamente diferenciada. Quando uma célula-tronco se divide, além de uma célula diferenciada, dessa divisão também vai resultar uma célula que continua idêntica a ela, ou seja, indiferenciada, para manter o estoque. As células-tronco são classificadas segundo sua capacidade de gerar novos tipos celulares, ou seja, sua potencialidade. Em ordem decrescente de potencialidade estão as células-tronco totipotentes, pluripotentes e multipotentes. O zigoto e as primeiras células que resultam de sua divisão são totipotentes, pois podem originar todos os tipos de células e, se isoladas, até um organismo inteiro. As células-tronco da medula óssea que originam todos os tipos de células do sangue são células pluripotentes, pois originam muitos tipos celulares. Já os dois tipos celulares (mielóide e linfóide) derivados dessas células pluripotentes da medula são chamados de multipotentes, pois têm potencialidade para originar alguns tipos celulares. CLASSIFICAÇÃO DAS CÉLULAS-TRONCO DE ACORDO COM A SUA POTENCIALIDADE Células-tronco totipotentes: podem originar um organismo inteiro. Os exemplos são o zigoto e as primeiras células-tronco do embrião que resultam da divisão do zigoto. Células-tronco pluripotentes: Podem originar quase todos os tipos de tecidos, mas não um organismo inteiro. Um exemplo são as células-tronco embrionárias da massa interna do blastocisto. Células-tronco multipotentes: Podem originar diversos tipos de tecidos, mas não todos. O melhor exemplo são as células-tronco do adulto. Em relação à origem, uma classe importante de células-tronco são as chamadas células-tronco embrionárias. Como o nome sugere, elas são derivadas de um embrião nos estágios iniciais de desenvolvimento, na fase anterior à implantação no útero materno, quando o embrião é um conglomerado de aproximadamente 200 células, chamado blastocisto. À medida que o embrião se desenvolve, as células-tronco embrionárias se diferenciam em todos os tipos de células nele presentes: sangue, pele, músculo, fígado, cérebro etc. Por isso, as célulastronco embrionárias são chamadas pluripotentes. Um outro grupo muito importante de células-tronco são as chamadas células-tronco do adulto. Elas também são versáteis, mas possuem menor poder de diferenciação do que as células-tronco embrionárias. As células-tronco mais conhecidas e mais utilizadas na medicina são as células hematopoéticas da medula óssea. Além da medula óssea, essas células são também particularmente abundantes no sangue do cordão umbilical e da placenta dos recém-nascidos, que também são consideradas células-tronco do adulto. As células-tronco do adulto estão presentes em diferentes tecidos, sendo as responsáveis pela regeneração parcial destes tecidos no caso de ferimento ou doença que os destroem. GLÓBULOS VERMELHOS ou ERITRÓCITOS Disco bicôncavo Eritropoese:reticulócitos Eritrócitos maduros Tempo de vida: 120 dias Valores normais: Hemácias Homem: 4.500.000 – 6.000.000/mm3 Mulher: 4.000.000 – 5.000.000/mm3 Membrana plasmática, citoesqueleto, hemoglobina, enzimas Hemoglobina: proteína básica rosa pela eosina Palidez central GLÓBULOS BRANCOS ou LEUCÓCITOS Leucócitosgranulócitos: Neutrófilos Eosinófilos Basófilos Leucócitos agranulócitos: Linfócitos Monócitos Adulto: 5.000 – 10.000/mm2 NEUTRÓFILOS ou POLIMORFONUCLEARES Granulócito neutrófilo Tipo mais comum de leucócito no sangue (60-70%) Tamanho: 12-14 µm Núcleo altamente lobulado: 2 a 5 lóbulos unidos por pontes de cromatina Bastonete: núcleo não segmentado Citoplasma levemente pontilhado por grânulos, cor rosa-salmão: Grânulos azurófilos ou primários: lisossomos,púrpura microbicidas Grânulos específicos ou secundários: menores e mais numerosos, rosa-salmão fagocitose DEFESA fagocitose e destruição dos microorganismos (bactérias) Corpúsculo de Barr: pequeno apêndice em forma de raquete no núcleo de neutrófilos de mulheres: cromossomo X condensado EOSINÓFILOS Menos numerosos: 2-4% concentram-se na pele e mucosas Tamanho: 12-17 µm Núcleo bilobulado Granulações maiores, grosseiras e vermelhas se coram pela eosina (acidófilas) lisossomos Granulócito eosinófilo Grânulos: cristalóide alongado internum proteína básica rica em arginina acidofiliaExternum ou matriz enzimas DEFESA ESPECÍFICA: fagocitam complexos antígeno-anticorpo em processos parasitários e alérgicos (asma) eosinofilia BASÓFILOS Menos 1% dos leucócitos (mais raros) Tamanho: 14-16 µm Núcleo volumoso com forma retorcida e irregular – aspecto da letra S Grandes grânulos citoplasmáticos, grosseiros, fortemente basofílicos (azul intenso) que encobrem o núcleo Granulócito basófilo Grânulos metacromáticos histamina, fatores quimiotáticos para eosinófilos (ECFA), heparina Receptores para IgE na membrana, assimcomo os mastócitos Envolvidos em processos alérgicos e parasitários; fagocitose lenta LINFÓCITOS Segunda célula mais comum do sangue: 20-50% Tamanho: grandes (18 µm) e pequenos (6-8 µm) mais comuns Núcleo redondo e escuro cromatina densa, em grumos grosseiros Citoplasma pequeno e escasso, discreta basofilia (ribossomos) azul claro, pode conter grânulos azurófilos Linfócito Defesa imunológica Linfócitos B e T Linfócitos B plasmócitos anticorpos Linfócito T: maturação no timo, imunidade celular destruição de células infectadas por vírus (ação citotóxica) MONÓCITOS 2-10% dos leucócitos Tamanho: 16-20 µm (célula grande) Núcleo ovóide em forma de rimou ferradura, excêntrico Cromatina com arranjo frouxo e delicado núcleo mais claro e com 2-3 nucléolos Monócito Citoplasma basófilo e com grânulos azuróflos finos Precursores dos macrófagos (tecido conjuntivo) fagocitam e matam microorganismos PLAQUETAS ou TROMBÓCITOS 150.000 – 400.000/ml de sangue Fragmentos celulares não-nucleados que tendem a se agrupar: 1,5-3,5 µm Originadas de uma célula multinucleada da medula óssea megacariócito Aspecto granular, coradas de púrpura devido às numerosas organelas Citoesqueleto desenvolvido Atuam na coagulação sanguínea: agregação plaquetas + proteínas plasmáticas (fibrinogênio) trombo ou coágulo. PLAQUETAS Cleide A F Rezende Definição: formação e desenvolvimento das células sanguíneas. Ocorre a partir de um precursor comum pluripotente (UFC – unidade formadora de colônia; stem-cell ou célulatronco). Locais: a hematopoiese começa por volta da 3ª semana de gestação e altera os seus sítios de produção de acordo com a idade humana. Os principais períodos são classificados em: -Mesoblástico: ocorre no saco vitelínico desde o 19º dia até o 6º mês de gestação. -Hepático: inicia precocemente, por volta do 1º mês, e torna-se predominante na hematopoiese entre o 3º e o 6º mês gestacional. -Medular: a partir do 6º ao 8º mês de gestação. Até os cinco anos de idade a medula de todos os ossos do corpo participam do processo. À medida que os anos avançam, ocorre uma substituição gordurosa na medula dos ossos longos. Na vida adulta somente os ossos da pelve, esterno, ossos do crânio, úmero, fêmur e costelas serão capazes de gerar células sanguíneas. Obs.: Há uma pequena produção esplênica (início - 3º mês) e linfática (início – 5º mês) durante a gestação, que perdura pouco tempo após o nascimento. Medula óssea: a medula óssea com atividade hematopoiética é conhecida como medula vermelha, enquanto o restante dos ossos possui medula óssea amarela, preenchida com tecido gorduroso. Essa substituição da medula por gordura é um processo reversível. É interessante notar a potencial repopulação de cavidades medulares onde a hematopoiese havia cessado. Isso ocorre na talassemia e outras doenças hemolíticas crônicas. Pode haver aumento da circunferência craniana em conseqüência da eritropoiese aumentada. Hepatoesplenomegalia pode significar hematopoieseextramedular nesses pacientes. A medula óssea é o principal órgão de armazenamento de neutrófilos maduros e contém cerca de 2,5 a 5 vezes o pool intravascular dessas células. Essa reserva é responsável pelo aumento rápido da contagem de neutrófilos, durante infecções. Regulação e manutenção: hematopoiese compreende a eritropoiese, a leucopoiese e a trombopoiese. Existem substâncias mediadores da hematopoiese, que são as interleucinas, hormônios circulantes e os fatores de crescimento denominados CSF (colonystimulatingfactors). Ex.: IL-3, IL-7, GM-CSF (granulocyte monocyte colony stimulating factor), Meg-CSF (megakaryocyte colony stimulating factor). -Eritropoiese: ferro; aminoácidos e proteínas; vitamina B12, B6 e ácido fólico; cobre e cobalto. A regulação da eritropoiese tem dois eixos: o nervoso, pela hipófise, e o humoral. O humoral subdivide-se em específico (eritropoietina) e não-específico (andrógenos, corticóides, GH e hormônios tireoidianos). A eritropoietina é uma glicoproteína produzida no parênquima renal (aparelho justaglomerular), em resposta à hipóxia tecidual. Ela estimula os progenitores eritróides a formar mais eritroblastos. -Leucopoiese: o GM-CSF é principal o fator estimulador de colônia de granulócitos e monócitos, produzido pelos macrófagos, fibroblastos e células endoteliais em resposta à inflamação. Toxinas bacterianas são reguladores indiretos que agem estimulando a produção de GM-CSF. Existem também imunohormônios tímicos e interleucinas responsáveis pelo controle do processo (IL-2, IL-3, IL-4, IL-5, etc.) -Trombopoiese: regulado por trombocitopoietina (produzida no rim), Meg-CSF e IL-3. Existem mecanismos de feedback através de produtos de degradação e metabólitos responsáveis pela manutenção do sistema. O início da hematopoiese: Inicialmente, a célula-tronco se diferencia em dois tipos, cada tipo comprometido com a formação de uma grande linhagem hematológica: mielóide (hemácias, plaquetas, granulócitos e monócitos) e linfóide (linfócitos). Eritropoiese: a célula progenitora mielóide se diferencia em mais dois tipos que são a UFC eritróide-megacariocítica e a UFC granulocítica-monocítica. O precursor eritróidemegacariocítico se diferencia no eritroblasto, que sofrerá maturação e se transformará, em última instância, numa hemácia (eritrócito). O núcleo maduro torna-se gradativamente picnótico e à medida que a célula amadurece, até ser finalmente expulso antes da célula sair da medula como reticulócito. O reticulócito mantém uma capacidade residual de sintetizar proteínas e mitocôndrias. Esses precursores diretos da hemácia estão envolvidos com a produção de cadeias de globina, enzimas glicolíticas e heme. Quando o RNA e a mitocôndria desaparecem da hemácia, esta não é mais capaz de sintetizar aqueles componentes. A vida média de uma hemácia é cerca de 120 dias. Sequência de maturação eritroblástica. Em ordem: pró-eritroblasto, eritroblastobasofílico, eritroblasto policromático, eritroblastoortocromático, reticulócito e eritrócito. Granulopoiese: a produção dos granulócitos, já citada possui um pool mitótico de precursores neutrofílicos (mieloblastos, promielócitos e mielócitos) que possuem grânulos primários. O pool pós-mitótico consiste em metamielócitos, bastões e polimorfonucleares maduros que contém grânulos secundários, os quais definem o tipo celular. Apenas bastões e neutrófilos maduros são completamente funcionais quanto à fagocitose, quimiotaxia e a capacidade de degradar bactérias. Neutrófilos têm uma vida pequena; após migrar da medula óssea, circulam por volta de 6 a 7 horas e entram nos tecidos, onde se tornam células terminais que não voltam à circulação. A produção de eosinófilos é controlada pela IL-3. Essas células desempenham papel de defesa contra parasitas, além de participar de processos reatogênicos alérgicos. São capazes de viver em tecidos por tempo prolongado. Trombopoiese: megacariócitos são célulasgigantes multinucleadas, encontradas na medula óssea, derivadas de células-tronco primitivas. São poliplóides (16 a 32 vezes o conteúdo de DNA normal) em virtude da divisão nuclear sem divisão citoplasmática. As plaquetas formam-se por invaginação da membrana e “brotam” da periferia celular. As plaquetas circulam por 7 a 10 dias e não possuem núcleo, à semelhança dos eritrócitos. A medula óssea é o órgão produtor das células sanguíneas. Até os cincos anos de idade, a medula de todos os ossos do corpo participa desse processo. À medida que os anos avançam, ocorre uma substituição gordurosa na medula dos ossos longos até que, na idade adulta, somente os ossos da pelve (como o ilíaco), o esterno, os ossos do crânio, os arcos costais, vértebras e as epífises femorais e umerais são capazes de gerar células sanguíneas. Todos os elementos do sangue (hemácias, plaquetas e leucócitos) originam-se de uma única célula progenitora, denominada de célula tronco (stem cell) ou célula totipotente. Inicialmente, a célula tronco se diferencia em dois tipos celulares, cada um comprometido com a formação de uma grande linhagem hematológica: a linhagem mielóide – que dará origem às hemácias, plaquetas, granulócitos e monócitos – e a linhagem linfóide – que dará origem aos linfócitos. A célula progenitora mielóide se diferencia em mais dois tipos: um comprometido com a formação de hemácias e plaquetas (linhagem eritroide-megacariocítica) e a outro comprometido com a formação de granulócitos e monócitos (linhagem granulocítica-monocítica). O precursor eritroide-megacariocítico finalmente se diferencia em, dando origem aos progenitores eritroides (os eritoblastos) e aos progenitores da linhagem megacariocítica (os megacarioblastos). Cada eritoblasto sofre um processo de maturação, transformando-se no final em uma hemácia (ou eritrócito). Cada megacarioblasto origina um megacariócito, célula grande, multinucleada, de cujo citoplasma se desprenderão várias plaquetas. O precursor granulocítico-monocítico finalmente se diferencia nos progenitores granulocíticos (os mieloblastos) e monocíticos (os monoblastos). Existem três tipos de mieloblasto, cada um originando um dos três tipos de granulócito: neutrófilo, eosinófilo ou basófilo. O monoblasto dá origem ao monócito. Esta célula transforma-se em macrófago (histiócito) quando penetra no tecido conjuntivo dos tecidos. A célula progenitora linfóide se diferencia em dois tipos celulares: um comprometido com a formação dos linfócitos B e outro comprometido com a formação dos linfócitos T. O precursor B, ou célula pré B, origina o linfócito B maduro na própria medula óssea, enquanto que o precursor T caminha através da corrente sanguínea até o timo, onde termina a sua maturação em linfócito T maduro. Os linfócitos maduros (tanto B como T) irão se concentrar nos tecidos linfóides do organismo (linfonodos, baço e MALT – tecido linfóide associado à mucosa). A vida média de uma hemácia gira em torno de 120 dias. As plaquetas vivem cerca de 7-10 dias e os granulócitos 6-8 horas. Os linfócitos possuem uma vida média prolongada, algumas vezes de muitos anos. As hemácias são as células mais abundantes no sangue, são anucleadas (seu núcleo é perdido durante a diferenciação celular), bicôncavas e providas de moléculas de hemoglobina, proteína que confere cor vermelha ao sangue. As hemácias são produzidas na medula óssea vermelha, a partir dos eritroblastos, células originadas pela diferenciação de células tronco mieloides e sua produção é ditada pela ação do hormônio eritropoetina, secretado pelos rins. As hemácias são responsáveis pelas trocas gasosas no organismo. Os leucócitos são células esféricas e nucleadas, de tamanho maior do que as hemácias. A principal função dos leucócitos é proteger do corpo contra infecções por microrganismo ou outros corpos estranhos (partículas, toxinas, etc.) que adentrem nos tecidos. Cada tipo de leucócito tem um papel específico no combate a infecções. As plaquetas são fragmentos citoplasmáticos que se originam na medula óssea vermelha a partir dos megacariócitos, os quais são provenientes das células tronco mieloides. As plaquetas desempenham um papel fundamental na coagulação sanguínea. 1) Pré natal- inicia-se no saco vitelino, baço e no fígado e por ultimo na medula óssea. Pós natal: são produzidas na medula ossea, ossos longos, como fêmur, ossos chatos. 2) Células mielóides Hemacias: começa com a célula tronco pluripotente mieloide sofre ação da eritropoetina que forma a UFC eritroide que sofre ação da EPO e vira pro-eritroblasto que trona a sofrer ação da EPO e vira Eritroblasto monocromático e (inicia proteína da hemoglobina). Após sofrer novamente ação da EPO e trorna-se Eritroblasto Ortocromatico ( há fixação do ferro e explusão do núcleo). Nessa fase já e um Reticulocito, ele expulsa os resíduos de DNA e trona-se uma HEMACIA. Plaquetas: inicia-se com a célula tronco pluripotente mieloide que sofre ação da interleucina+ MEG+ CSF e torna-se uma UFC- megacariocita que sofre ação da trombacitopoetina (tpo) e vira magacarioblasto que volta a sofrer ação da TPO e vira megacariocito tornando-se PLAQUETAS. Monocito: começa com a célula tronco pluripotente mieloide que sofre ação da IL3-GM-CSP e torna UFC granulo monocitico, sofre ação da MCSF e torna UFC monociticas (M-CSF) monoblasto( M-CSF) Pró-monocito e por fim MONOCITO. Neutrofilos, eosinofilos e basófilos: começa com célula tronco pluripotente mieloide sofre ação da ILS-GM-CSF e torna-se (UFC-GM) QUE SOFRE AÇÃO DA G-CSF e torna-se UFC granulocitica- mioblasto- pró mielócito- mielocito- meta mielocitico forma 3 (Bastonete neutrófilo, bastonete eosinofilo e bastonete basófilo) (neutrofio segmentado, eosinofilo e basófilo um de baixo do outro em ordem) Células linfóides Começa com célula pluripotente que sofre ação da IL-3 e vira célula mogenitora linfóide que sofre ação da IL-1 e se divide em duas Mercusor linfócito B (IL-6)- Pró- linfócito B (IL4/IL5/IL7) – Linfocito B imaturo Mercuror linfóide T( IL-2 ) - Pró- linfócito T (IL9/IL10) - Linfocito T imaturo