sangue, microscopio, eritrociti

Il sangue, questo fluido rossastro che circola all’interno del nostro corpo. Già gli antichi si interrogavano sull’origine e sulla funzione di questo liquido, attribuendone spesso proprietà mistiche e sovrannaturali.

In molte religioni il sangue viene più volte citato, imponendo dei riti da seguire in varie occasioni: durante la macellazione, l’uomo doveva uccidere gli animali per cibarsene sgozzandoli e facendoli dissanguare; nell’ebraismo la donna, durante il ciclo mestruale, era considerata “impura” così come qualsiasi cosa essa toccasse e, alla fine, doveva donare due colombi al rabbino come segno della fine di questo periodo; nella religione scandinava, Odino vuole il sangue dei re per far crescere rigoglioso il raccolto.

Anche nel nostro immaginario collettivo il sangue è ben presente, legato a parole chiave come sopravvivenza, lotta, guerra, anche cinema ed arte: quante volte abbiamo assistito ad una scena in cui il protagonista si tinge il volto del sangue del nemico? E quante volte, invece, gli antagonisti annunciano la volontà di bere sangue del nostro beniamino?

Ma di cosa è composto, esattamente? E le sue proprietà?

Il sangue è l’unico tessuto connettivo allo stato liquido. Esso  ha varie funzioni, tra cui quelle di fornire le sostanze necessarie alle cellule corporee e trasporta i prodotti catabolici verso gli organi addetti alla loro demolizione, mantiene l’omeostasi, ha funzioni antiemorragiche,  difesa, e trasporta proteine e ormoni nel corpo.

Negli esseri umani costituisce circa il 7% del peso corporeo, ha una temperatura di 37-38 °C ed un pH (a livello arterioso) di 7.38-7.42.Nell’uomo è formato per il 55% da una parte liquida, detta plasma, e per il 45% da una parte corpuscolata, costituita da cellule o frammenti di cellule, mentre nella donna la parte liquida è rappresentata al 60% e la parte corpuscolata al 40%. Tale rapporto è detto ematocrito e valuta in condizioni normali il volume degli elementi corpuscolati del sangue.

Il plasma è un liquido di color giallognolo composto per il 90% da acqua, per il 7% da proteine, per lo 0,1% da altre sostanze organiche e per lo 0,9% da sostanze inorganiche.

La proteina più presente è l’albumina(60%), ed ha la funzione di mantenere la pressione osmotica e la viscosità costante. Poi si hanno i vari tipi di globuline (35%), con varie funzioni (trasporto di sostanze organiche o inorganiche, proteine del sistema immunitario, ecc.): la loro struttura generale è costituita da due catene pesanti (nell’immagine, in blu) e due catene leggere (in giallo).

Il fibrinogeno (4% del totale), è la forma inattiva della fibrina, proteina necessaria per la costituzione dei coaguli (il sangue da cui viene rimossa questa proteina viene definita “siero”) e infine le proteine del complemento, con funzioni immunitarie (meno dell’1%)

La parte corpuscolare del sangue è costituita dalle cellule sanguigne o ematiche, che possono essere suddivise in eritrociti, leucociti(classificabili a loro volta in granulociti e agranulociti) e infine in trombociti.

Tutte le cellule del sangue hanno un progenitore comune, che è l’emocitoblasto, la cellula pluripotente, da cui, tramite processi di differenziazione, si modificheranno fino a raggiungere il loro stadio finale di maturazione.

Nell’essere umano le cellule ematiche sono formate nel midollo osseo rosso dello scheletro assiale (ovvero cranio, vertebre e gabbia toracica)e nell’epifisi delle ossa lunghe, quali femore e omero. Gli spazi occupati da midollo emopoietico si riducono progressivamente dall’infanzia all’età adulta, fino ad essere confinati alla parte centrale dello scheletro. Durante lo sviluppo fetale l’emopoiesi si svolge dapprima nel sacco vitellino, successivamente nel fegato e nella milza, e infine nelle ossa. La maggior parte delle cellule è incapace di dividersi e hanno vita molto breve. Per ovviare a questo problema, vengono sostituite continuamente durante l’arco vitale.

A seconda dello stimolo che subisce l’emocitoblasto, esso può cominciare uno dei vari stadi di maturazione.

Struttura dell’emoglobina: 4 catene, uguali 2 a 2

Con l’eritropoiesi, stimolata dall’epo (una proteina prodotta dal fegato) e dal fattore eritropoietico del rene, prodotte quando vi sono bassi livelli di ossigeno, il nucleo del proeritroblasto viene sempre più a ridursi assieme agli organuli di membrana, fino alla loro completa eliminazione, e l’accumulo da parte della cellula di emoglobina, proteina a 4 subunità ferrose fautrice del trasporto di ossigeno ai tessuti. In ogni globulo rosso il 30% del suo contenuto è costituito da questa proteina e si hanno in ognuna circa 300 milioni di molecole di emoglobina, ciascuna delle quali in grado di trasportare quattro molecole di ossigeno. Quindi ogni emazia ha la capacità teorica di legare reversibilmente (al  variare della concentrazione di ossigeno e del ph) fino a 1,200 miliardi di molecole di ossigeno.

La mioglobina è un’altra proteina con un gruppo eme capace di legare reversibilmente una sola molecola di ossigeno e, per la sua struttura, ha una affinità 6 volte maggiore rispetto alla emoglobina. Essa però si trova solo all’interno delle fibrocellule muscolari e liberano O2 in caso di sforzo muscolare per favorire la respirazione cellulare nei muscoli.

 Ogni emazia ha un diametro di 7-8 μm con una particolare forma biconcava che le le concede una certa elasticità. Ciò è importante poiché in tal modo riesce ad attraversare i capillari con diametro inferiore ai 5 μm senza subire alcun danno. Invecchiando, la cellula tende a far entrare acqua al suo interno, rendendo la membrana rigida e incapace di piegarsi nei capillari: nel fegato e nella milza, in cui essi hanno un diametro molto ridotto, le emazie vecchie non riescono a passare e si rompono, creando in tal modo una demolizione controllata in siti specifici. In un uomo adulto ci sono circa 1,5•1013 eritrociti, 5•106 per mm3.

Ricostruzione 3D di un sangue con leucocitosi: un aumento dei globuli bianchi

Con la leucocitopoiesi vengono a crearsi le cellule del sistema immunitario, adibite alla demolizione di agenti estranei e virali, i leucociti. Essi sono una famiglia molto ampia di cellule, aventi però in comune la capacità di muoversi tramite  l’estroflessione di pseudopodi o di attraversare i vasi sanguigni migrando nei tessuti, ovvero capacità ameboidi. Hanno dimensioni tra i 10 e 15 μm e sono circa 4000-8000 per mm3, ma possono variare in caso di infezione o presenza di agenti patogeni dallo 0 ai 20ooo per mm3.

Sono due le grandi famiglie di globuli bianchi: i granulociti e gli agranulociti I granulociti si distinguono dagli agranulociti dalla presenza di macchie scure o “grani” all’interno del citoplasma, necessari per le loro funzionalità e dal nucleo polilobato, mentre negli agranulociti occupa gran parte della cellula ed è solitamente circolare.

Granulocita                                                                                      Agranulocita

In base al ph della cellula e dalla forma del nucleo, si possono distinguere 3 tipi di granulociti:

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I neutrofili(60%) hanno un ph neutro, un nucleo con vari lobi e hanno il compito di fagocitare i vari microrganismi estranei.

I basofili(1%) hanno un ph leggermente basico, un nucleo bilobato o trilobato, e rilasciano istamina, proteina che attiva il processo infiammatorio e allergico attirando altre cellule del sistema immunitario, e eparina, che blocca la  coagulazione.

Gli eosinofli(2%) hanno un ph leggermente acido, hanno un nucleo bilobato e sono specializzati nel ridurre l’infiammazione e attaccare i parassiti cellulari o pluricellulari.

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Gli agranulociti hanno un nucleo solitamente circolare che tende a occupare gran parte della cellula.

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I linfociti(30%) possono essere di varia natura: B (che, maturanti nella milza, possono differenziarsi in cellula della memoria o plasmacellule), producono le immunoglobuline specifiche per ogni tipo di agente patogeno; T citotossici (la T indica che maturano nel timo), che producono tossine adatte contro cellule tumorali e virus; T regolatori, che riducono l’aggressività del sistema immunitario alla fine di un attacco riducendo il rischio della comparsa di sindromi autoimmuni; T helper, che attivano e regolano gli altri linfociti T e B; NK, gli ”assassini naturali” di qualunque cosa si leghi ai suoi recettori.

I monociti(7%) si specializzano nel fegato e fagocitano le emazie danneggiate o i loro resti in loco, ma possono anche specializzarsi in macrofagi circolanti, aventi il compito di demolire qualunque agente patogeno che sia legato ad un anticorpo.

 

 

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Trombociti, le comunemente chiamate piastrine

Con la trombopoiesi si ha la crescita e l’accumulo di proteine da parte del megacarioblasto, che si rompe liberando vari frammenti cellulari contenenti i fattori  della coagulazione, i trombociti. In un mm3 di sangue se ne trovano circa 2,5•105 e, rompendosi, danno il via ad una reazione a cascata con l’utilizzo di 13 fattori, aventi come risultato la coagulazione, che consta di 3 fasi: attivazione, coagulazione e retrazione.

 

 

 

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Protrombina

Nell’attivazione, la protrombina circolante si lega agli ioni Ca++ ed altri fattori liberati dalla parete del vaso danneggiato trasformandosi in trombina, che stimola il rilascio di sostanze da parte dei trombociti, come la serotonina, un vasocostrittore, che, a sua volta, stimola la trasformazione del fibrinogeno in fibrina, iniziando la fase della coagulazione, in cui gli eritrociti vengono catturati nella rete di fibrina, creando un tappo che riduce e blocca l’emorragia. Nella fase di retrazione viene demolita la fibrina e il coagulo.

La maggior parte dei coaguli prodotti nel corpo senza un vero bisogno si hanno alle biforcazioni delle grandi arterie, a causa del fatto che alcune piastrine impattano su esse dando il via alla formazione di un coagulo circolante estremamente pericoloso, in quanto potrebbe bloccare un capillare o un altro vaso se non demolito in tempo, causando un trombo.

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Un coagulo può essere creato solo in presenza di tutti i 13 fattori della coagulazione e l’assenza di uno solo di essi è estremamente grave: famosa è infatti l’emofilia di Alessio Romanov, figlio ed erede di Nicola II Zar di tutte le Russie, causata dall’assenza del fattore VIII nel suo corpo, rendendo  di conseguenza anche la più piccola ferita mortale.

Si hanno due modi per formare un coagulo, una emostasi primaria o secondaria. Nella primaria le cellule dell’endotelio liberano il fattore di von Willebrand, che stimolano le piastrine ad aggregarsi e a compattarsi.

Nella secondaria si ha una ulteriore divisione, intrinseca se l’attivatore del coagulo si trova nel sangue stesso o estrinseca se l’attivatore si trova nella parete del vaso sanguigno. Il meccanismo intrinseco è molto lento e può richiedere anche qualche minuto, mentre l’estrinseca dura circa 15 secondi a causa del fatto che le proteine rilasciate agiscono direttamente sul fibrinogeno, ma entrambe hanno come risultato la formazione del coagulo.

 

Il gruppo sanguigno è una delle numerose caratteristiche di un individuo, ed è ereditato geneticamente da entrambi i genitori, che viene classificato tramite la presenza o l’assenza di antigeni specifici sulla superficie dei globuli rossi (è un caso di allelia multipla). Questi antigeni possono essere proteine, carboidrati, glicoproteine o glicolipidi; dipende dal sistema di classificazione usato e alcuni di essi sono presenti anche sulla superficie di altri tipi di cellule di vari tessuti.

Gli studi di Karl Landsteiner portarono dapprima alla suddivisione del sangue nei vari gruppi sanguigni del sistema ABO e successivamente, alla scoperta di altri fattori che distinguono i diversi tipi di sangue, quale ad esempio il fattore Rhesus nelle scimmie di questa famiglia(allele D).

Il gruppo AB viene definito il “ricevitore universale” mentre lo O Rh- il “donatore universale”.

Può accadere che il feto abbia un gruppo sanguigno diverso da quello della madre, per questo nella donna in gravidanza possono essere presenti anticorpi contro i globuli rossi fetali. Se ciò si verifica una volta, per il nascituro si hanno rischi minimi in quanto la madre non è “immunizzata” contro gli antigeni delle emazie fetali, mentre se si ha una seconda gravidanza in cui i gruppi sanguigni di madre e figlio sono diversi, devono essere somministrati dei farmaci specifici che riducono il rischio di emolisi di globuli rossi fetali.