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HEMÁCIAS, ANEMIA E POLICITEMIA HEMÁCIAS (ERITRÓCITOS) • Principal função: transporte de hemoglobinas, que le- vam oxigênio dos pulmões aos tecidos; • Quando livre no plasma, 3% extravasa através da membrana capilar para o espaço intersticial, ou atra- vés da membrana glomerular do rim para o filtrado glomerular – por isso, a hemoglobina deve manter-se dentro dos glóbulos vermelhos; • Possui grande quantidade de anidrase carbônica, en- zima que catalisa a reação reversível entre o dióxido de carbono (CO2) e a água para formar ácido carbô- nico (H2CO3) – a rapidez dessa reação permite que a água do sangue transporte CO2 na forma de íon bi- carbonato (HCO3-), dos tecidos para os pulmões, onde é convertido em CO2 e eliminado para a atmosfera; • A hemoglobina nas células é excelente tampão ácido- base – por isso, a hemácia é responsável por grande parte do tamponamento ácido-base do sangue; FORMA E DIMENÇÕES DA HEMÁCIAS • A hemácia é um “saco”, que pode ser deformado, as- sumindo praticamente qualquer forma; CONCENTRAÇÃO DE HEMÁCIAS NO SANGUE • Homem: 5.200.00 (± 300.000) hemácias/m³; • Mulher: 4.700.00 (± 300.000) hemácias/m³; • Em grandes atitudes, o número de hemácias au- menta; QUANTIDADE DE HEMOGLOBINA NAS CÉLULAS • As hemácias têm capacidade de concentrar a hemo- globina do líquido celular por até 34g/100mL de célu- las – esse número não aumenta pois é o limite meta- bólico da formação de hemoglobina; • Quando o hematócrito (% de sangue que está nas cé- lulas – em geral, 40 a 45%) e a quantidade de hemo- globina em cada célula respectiva estão normais, o sangue total do homem contém, em média, 15g de hemoglobina/100mL, e nas mulheres, o sangue con- tém 14g/100mL; • Cada grama de hemoglobina pura é capaz de se com- binar com 1,34mL de oxigênio; • A cada 100mL de sangue, no homem, pode ser trans- portado 20mL de oxigênio, e na mulher, 19mL; PRODUÇÃO DE HEMÁCIAS ÁREAS DO CORPO QUE PRODUZEM HEMÁCIAS • Nas primeiras semanas de vida embrionária, as hemá- cias nucleadas primitivas são produzidas no saco vite- línico; • No segundo trimestre de gestação, o fígado passa a ser o principal órgão produtor de hemácias – embora baço e linfonodos também produzam; • No último mês de gestação, e após o nascimento, as hemácias são produzidas apenas na medula óssea; GÊNESE DAS CÉLULAS SANGUÍNEAS CÉLULAS-TRONCO HEMATOPOÉTICAS PLURIPOTENTES, INDUTORES DO CRESCIMENTO E DA DIFERENCIAÇÃO • As hemácias iniciam suas vidas, na medula óssea, por meio da células-tronco hematopoética pluripotente, da qual derivam todas as células do sangue circu- lante; • Indutores de crescimento (proteínas): o Interleucina-3: crescimento e reprodução de praticamente todos os diferentes tipos de células-tronco comprometidas; o Outros indutores promovem o crescimento apenas de tipos específicos de células; o Promovem apenas o crescimento; • Indutores de diferenciação: cada um deles determina a diferenciação do tipo de células-tronco comprome- tidas em um ou mais estágios de desenvolvimento; • A formação desses indutores é controlada por fatores externos à medula óssea – no caso das hemácias, a exposição do sangue a baixas concentrações de oxi- gênio por longo período resulta na indução do cresci- mento, da diferenciação e da produção aumentada de hemácias; no caso dos leucócitos, as doenças in- fecciosas causam crescimento, diferenciação e for- mação final de tipos específicos de leucócitos neces- sários ao combate de cada infecção; ESTÁGIOS DA DIFERENCIAÇÃO DAS HEMÁCIAS • Na presença de estimulação apropriada, grande nú- mero de proeritroblasto é formado por células- tronco CFU-E; • Eritroblasto basófilo: se cora com substâncias básicas; o Acumula pequena quantidade de hemoglo- bina; • Nas gerações sucessivas, o núcleo diminui, até o ponto que é absorvido ou excretado pela célula – o retículo endoplasmático é reabsorvido; • Reticulócito: ainda contém pequena quantidade de material basofílico (remanescentes do Golgi, mito- côndrias e outras organelas); o Nesse estágio, as células saem da medula ós- sea, entrando nos capilares sanguíneos por diapedese (modificando sua conformação para passar pelos poros das membranas ca- pilares); A ERITROPOETINA REGULA A PRODUÇÃO DAS HEMÁ- CIAS NO SANGUE • A massa total de células vermelhas é regulada de modo que: o Um número adequado de hemácias sempre esteja disponível para o transporte ade- quado de oxigênio dos pulmões para os teci- dos; o As células não sejam tão numerosas a ponto de impedir o fluxo sanguíneo; OXIGENAÇÃO TECIDUAL É O REGULADOR MAIS ESSEN- CIAL DA PRODUÇÃO DE HEMÁCIAS • Quanto menos oxigênio transportado para os tecidos (em casos de anemia, de grandes altitudes, insufici- ência cardíaca, etc.), maior a produção de hemácias. ERITROPOETINA ESTIMULA A PRODUÇÃO DE HEMÁCIAS E SUA FORMAÇÃO AUMENTA EM RESPOSTA À HIPOXIA • A eritropoetina é um hormônio circulante, que esti- mula a produção de hemácias quando há pouco oxi- gênio (hipóxia) – porém, se não há o hormônio na cir- culação, a ausência de oxigênio não faz com que ele seja produzido (mas se há eritropoetina no orga- nismo, a produção é estimulada, nesse caso); ERITROPOETINA FORMADA PRINCIPALMENTE NOS RINS • 90% é produzida nos rins, e o restante no fígado; • Hipóxia do tecido renal aumenta os níveis teciduais do fator induzível por hipóxia 1 (HIF-1), que serve como fator de transcrição pra grande parte dos genes induzíveis por hipóxia, incluindo o da eritropoetina; o O HIF-1 se liga a elemento de resposta a hi- póxia, residente no gene da eritropoetina, induzindo a transcrição de RNA mensageiro e, por último, aumentando a síntese de eri- tropoetina; • A hipóxia em qualquer parte do corpo estimula a pro- dução renal de eritropoetina; • Norepinefrina, epinefrina e diversas prostaglandinas estimulam a produção de eritropoetina; A ERITROPOETINA ESTIMULA A PRODUÇÃO DE PROERI- TROBLASTOS A PARTIR DAS CÉLULAS-TRONCO HEMA- TOPOÉTICAS • O efeito principal da eritropoetina é a estimulação da produção de proeritroblastos a partir das células- tronco hematopoéticas na medula óssea – a eritropo- etina também estimula a diferenciação mais rápida dessas células pelos diferentes estágios eritroblásti- cos, acelerando a produção de novas hemácias; • Essa produção ocorre até que o estado de hipóxia seja superado ou quando há hemácias suficientes para o transporte de oxigênio, apesar da poucas; A MATURAÇÃO DAS HEMÁCIAS NECESSITA: VITAMINA B12 (CIANOCOBALAMINA) E ÁCIDO FÓLICO • A vitamina B12 e o ácido fólico são essenciais à síntese de DNA, visto que são necessárias para a formação de trifosfato de timidina – assim, a diminuição de uma dessas vitaminas resulta na baixa produção de DNA e consequente falha de maturação nuclear e divisão ce- lular, afetando a produção de hemácias; • As células eritroblásticas da medula óssea, além de não conseguirem se proliferar com rapidez, produ- zem hemácias maiores que o normal (macrócitos), com membrana muito frágil, irregular, grande e ova- lada (ao invés do disco bicôncavo); o Essas células conseguem transportar oxigê- nio, porém tem ciclo de vida curto; • Assim, a falta de B12 ou de ácido fólico provoca falha de maturação durante o processo da eritropoese; FALÊNCIA DE MATURAÇÃO CAUSADA PELA DEFICIÊNCIA DA ABSORÇÃO DE VITAMINA B12 NO TGI – ANEMIA PER- NICIOSA • Uma causa comum da maturação anormal das he- mácias é a falta de absorção de B12 pelo TGI – de- feito comumente encontrado na anemia perniciosa, onde a anomalia consiste na atrofia da mucosa gás- trica, sendo incapaz de produzir secreções gástricas normais; • As células parietais das glândulas gástricas secretam a glicoproteína referida como fator intrínseco, que se combina à B12, tornando-a disponível para absor- ção intestinal; • Quando a B12 é absorvida,ela é armazenada no fí- gado e então liberada de forma lenta, conforme ne- cessitada, para a medula óssea; FALÊNCIA DE MATURAÇÃO CAUSADA PELA DEFICIÊNCIA DE ÁCIDO FÓLICO (ÁCIDO PTEROIGLUTÂMICO) • O ácido fólico, contido nos vegetais verdes, é facil- mente destruído durante o cozimento; • Pessoas com absorção gastrointestinal anormal (do- ença espru) apresentam dificuldade em absorver ácido fólico e B12; FORMAÇÃO DA HEMOGLOBINA • Síntese de hemoglobina ocorre desde os proeri- troblastos até no estágio de reticulócitos – quando esses deixam a medula óssea e penetram na corrente sanguínea, continuam formando quantidade pe- quena de hemoglobina, e posteriormente transfor- mam-se em hemácias maduras; • Cada molécula de hemoglobina A contém 4 átomos de ferro, os quais, cada um deles, se liga a um O2, sendo transportados pela molécula; • Anemia falciforme: aminoácido valina é substituído pelo ácido glutâmico em um ponto em cada uma das duas cadeias beta – quando essa hemoglobina é ex- posta a baixo nível de oxigênio, formam-se cristais alongados no interior das hemácias, que impossibili- tam a passagem das moléculas por capilares, e as ex- tremidades pontiagudas podem romper a mem- brana, causando anemia falciforme; HEMOGLOBINA COMBINA REVERSIVELMENTE COM O OXIGÊNIO • Essa combinação reversível é explicada pela principal função da hemoglobina, que é se combinar com o oxi- gênio nos pulmões e depois liberá-lo nos capilares te- ciduais periféricos, onde a tensão gasosa do oxigênio é mais baixa; METABOLISMO DO FERRO TRANSPORTE E ARMAZENAMENTO DO FERRO • No plasma sanguíneo, o ferro se combina com a beta globulina apotransferrina para formar transferrina; • No citoplasma, o ferro se combina com a apoferritina, formando ferritina (ferro de depósito); • Hemossiderina: forma insolúvel – acontece quando há mais ferro do que o que a apoferritina suporta; • Juntamente com o ferro ligado, a transferrina é inge- rida pelo eritroblasto por endocitose – onde há libe- ração de ferro para as mitocôndrias, onde o heme é sintetizado; • Anemia hipocrômica grave: quando não há quanti- dade adequada de transferrina no sangue – o que provoca deficiência do transporte de ferro para os eri- troblastos; • Quando as hemácias completam seu ciclo de vida (120 dias), a hemoglobina liberada é fagocitada pelas células do sistema de monócitos-macrófagos. O ferro é liberado e a maior parte é armazenada no reserva- tório de ferritina; ABSORÇÃO DE FERRO A PARTIR DO TGI • Fígado secreta apotransferrina na bile, que vai pelo ducto biliar até o duodeno. No intestino delgado, apotransferrina se liga a ferro livre e compostos férri- cos (hemoglobina e mioglobina) – essa combinação é chamada de transferrina, que se liga a receptores na membrana das células epiteliais intestinais. Depois, por pinocitose, a transferrina é absorvida e liberada nos capilares sob a forma de transferrina plasmática; REGULAÇÃO DO FERRO CORPORAL TOTAL PELO CON- TROLE DA INTENSIDADE DE ABSORÇÃO • Quando o corpo fica saturado de ferro e todas as apo- ferritinas já estão combinadas ao ferro, a absorção torna-se muito mais lenta que o normal; • Quando há pouco ferro, a absorção aumenta muito a intensidade; TEMPO DE VIDA DAS HEMÁCIAS: 120 DIAS • Embora as células maduras da linhagem vermelha não contenham núcleo, mitocôndrias ou retículo en- doplasmático, contêm enzimas citoplasmáticas capa- zes de metabolizar glicose e formar pequenas quanti- dades de ATP. Além disso, essas enzimas mantêm: o Flexibilidade da membrana celular; o Transporte de íons através da membrana; o Ferro das hemoglobinas na forma ferrosa, ao invés da forma férrica; o Impedem a oxidação das proteínas presen- tes nas hemácias; • Quando a membrana das hemácias fica frágil, a célula se rompe ao passar por algum ponto estreito da cir- culação – normalmente no baço; DESTRUIÇÃO DA HEMOGLOBINA POR MACRÓFAGOS • Macrófagos que fagocitam a hemoglobina são, espe- cialmente, as células de Kupffer (fígado) e macrófagos (baço e medula óssea) – posteriormente, essas célu- las eliminam o ferro da hemoglobina, que é transportado pela transferrina para a medula óssea (produção de novas hemácias) ou para o fígado e ou- tros tecidos (armazenamento sob a forma de ferri- tina); ANEMIAS ANEMIA POR PERDA SANGUÍNEA • Hemorragia rápida – não consegue absorver ferro su- ficiente para formar hemoglobina; • As células vermelhas são menores que as normais, com menos hemoglobina e dando origem à anemia microcítica hipocrômica; ANEMIA APLÁSTICA DEVIDO À DISFUNÇÃO DA MEDULA ÓSSEA • Aplasia de medula óssea = falta de funcionamento da medula óssea; • Exposição a alta dose de radiação ou quimioterapia, altas doses de alguns agentes tóxicos (benzeno na ga- solina ou inseticidas) pode danificar as células-tronco da medula óssea; • Em distúrbios autoimunes (lúpus eritematoso), o sis- tema imune ataca células saudáveis, como as células- tronco da medula óssea; • 50% dos casos de anemia aplástica a causa é desco- nhecida, chamada então de anemia aplástica idiopá- tica; ANEMIA MEGALOBLÁSTICA • A perda de vitamina B12, ácido fólico e fator intrín- seco da mucosa gástrica pode levar à reprodução len- tificada dos eritroblastos na medula óssea – isso faz com que as hemácias cresçam de modo excessivo, as- sumindo formas anômalas – megaloblastos; • A atrofia da mucosa gástrica, como na anemia perni- ciosa, ou a perda do estômago após gastrectomia to- tal, podem acarretar desenvolvimento de anemia megaloblástica; • O espru intestinal, que absorve pouco os nutrientes, também pode levar à anemia megaloblástica; ANEMIA HEMOLÍTICA • Embora o número de hemácias seja normal, ou até mesmo, maior do que o normal, o tempo de vida das hemácias frágeis é tão curto que as células são des- truídas mais rápido do que são formadas; • Esferocitose hereditária: hemácias são pequenas e esféricas – incapazes de suportar as forças de com- pressão por não terem estrutura flexível e frouxa; • Anemia falciforme: as células contêm tipo anormal de hemoglobina (hemoglobina S), produzida por cadeias beta anormais da molécula de hemoglobina. Quando é exposta a baixa concentração de oxigênio, se preci- pita em longos cristais, adquirindo aspecto de foice, o que danifica a membrana celular, deixando extrema- mente frágil; • Eritroblastose fetal: hemácias Rh (+) do feto são ata- cadas por anticorpos da mãe Rh (-), fragilizando as cé- lulas Rh (+), resultando em rápida ruptura; EFEITOS DA ANEMIA NA FUNÇÃO DO SISTEMA CIR- CULATÓRIO • A viscosidade do sangue depende da concentração das hemácias – essa variação diminui a resistência ao fluxo sanguíneo nos vasos periféricos, de modo que uma quantidade maior de sangue flui pelos tecidos e retorna ao coração, aumentando o débito cardíaco; o A hipóxia resultante do transporte diminu- ído de oxigênio faz com que os vasos perifé- ricos se dilatem, permitindo elevação ainda maior do retorno de sangue para o coração, aumentando ainda mais o débito cardíaco; o Assim, um dos principais efeitos da anemia é o aumento do débito cardíaco e acentuada elevação da sobrecarga do bombeamento cardíaco; • No exercício físico, que aumenta a demanda por oxi- gênio, pode haver hipóxia tecidual extrema com de- senvolvimento de insuficiência cardíaca aguda; POLICITEMIA POLICITEMIA SECUNDÁRIA • Sempre que o tecido fica hipóxico (grandes altitudes ou insuficiência cardíaca), os órgãos hematopoéticos começam a produzir grandes quantidades de hemá- cias – condição chamada de policitemia secundária – 30% acima da contagem normal; • Isso ocorre frequentemente na policitemia fisioló- gica, que ocorre em nativos que vivem em grandes al- titudes; POLICITEMIA VERA (ERITREMIA) • Nesse caso, as hemácias podem atingir concentra- ções de 60 a 70% - isso é causadopor aberração ge- nética nas células hemocitoblásticas, que produzem hemácias; • Essa condição também provoca aumento na produ- ção de plaquetas e leucócitos; • Não apenas o hematócrito aumenta, mas também o volume sanguíneo, deixando o sistema vascular ex- tremamente ingurgitado. Além disso, muitos capila- res são obstruídos, porque o sangue torna-se muito viscoso; EFEITO DA POLICITEMIA NA FUNÇÃO DO SISTEMA CIRCULATÓRIO • O fluxo de sangue diminui, devido ao aumento da vis- cosidade, o que diminui o retorno venoso. O volume de sangue fica maior, o que tende a elevar o retorno venoso; o Dessa forma, o débito cardíaco fica próximo do normal, pois se neutraliza; • A pressão arterial fica próxima do normal, pois os mecanismos reguladores dela são capazes de com- pensar o aumento de pressão causada pela viscosi- dade aumentada. Entretanto, esses mecanismos po- dem falhar, e causar hipertensão; • A coloração da pele depende da quantidade de san- gue no plexo venoso cutâneo subpapilar. Na policite- mia vera, a quantidade de sangue nesse plexo fica au- mentada – além de, como o sangue flui lentamente pelos capilares cutâneos antes de chegar ao plexo ve- noso, maior quantidade do que o normal de hemo- globina é desoxigenada (a coloração azulada das he- moglobinas desoxigenadas mascara a coloração ver- melha da oxigenada) – assim, pessoas com policite- mia vera tem aparência corada com tonalidade azu- lada (cianótica) da pele;
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