Il globulo rosso: operaio infaticabile

Eccoci qua ad un nuovo appuntamento con “Bloody Sunday”, la rubrica dedicata all’ematologia. Nello scorso articolo abbiamo parlato di emoglobina, la molecola responsabile del trasporto di ossigeno nel sangue ed oggi, come conseguenza, tratteremo i globuli rossi, speciali cellule costruite appositamente per trasportare suddetta molecola all’interno del sangue. Vedremo a grandi linee come nascono e maturano, ciò che sono in grado di fare, come muoiono, ma soprattutto cosa succede quando non funzionano.

Come nasce un globulo rosso

Gli eritrociti, come tutte le cellule del sangue, originano da una cellula staminale pluripotente chiamata “cellula staminale ematopoietica”, la quale si può differenziare, in funzione di una serie di fattori, in due cellule staminali dette rispettivamente:

• mieloidi: danno origine ai globuli rossi, ai granulociti e alle piastrine.
• linfoidi: si differenziano in cellule linfocitarie.

Le mieloidi hanno la possibilità di commissionarsi in varie linee, quella che ci interessa è l’eritrocitaria: dopo altre differenziazioni, si ha la genesi del proeritroblasto, cellula nucleata piuttosto grande contenente molti ribosomi e capace di replicare intensamente e rappresentante del primo vero momento di passaggio verso la linea “rossa”. Si vira poi all’eritroblasto, il quale, man mano che si differenzia, passa dall’essere basofilo al policromatofilo all’ortocromatico; nel corso di questa trasformazione progressiva, il nucleo tende a divenire sempre più piccolo e a schiacciarsi in periferia, fino a venir espulso, dando origine al reticolocita, lo stato immediatamente precedente l’eritrocita maturo. Il processo, nel suo insieme, ha lo scopo di rendere molto piccola la cellula e piena di emoglobina, oltre a donargli una morfologia ottimale a disco biconcavo per gli scambi gassosi. Tutti i passaggi sono finemente regolati e fanno capo ad un complesso macchinario biochimico-umorale presente nel midollo osseo. Normalmente sono solo gli eritrociti ad uscire dal midollo per comporre il sangue, ma alle volte possono essere ritrovati i reticolociti.

La vita del globulo rosso

Una volta immesso nel flusso sanguigno, l’emazia inizia immediatamente il suo lavoro di acquisizione e distribuzione. La prima tappa prevede l’acquisizione dell’ossigeno, avviene a livello alveolare è, anch’essa, profondamente regolata: l’ossigeno molecolare è poco diffusibile a livello sanguigno (per questo c’è bisogno di un trasportatore dedicato) ed il tempo di transito dell’emazia libera è breve, per questo i capillari sono costruiti in maniera da rallentare il flusso; in questo modo si possono coordinare perfettamente, e a regime continuo, i flussi dei gas in ingresso ed uscita dagli alveoli con il tempo di transito. Le reazioni e le motivazioni fisiologiche alla base degli scambi vanno oltre gli scopi dell’articolo, basta sapere che a livello del letto alveolare si ha cessione di anidride carbonica e cattura di ossigeno molecolare. Una volta che il nostro è pieno di O2, si ha il trasferimento ai tessuti, dove con reazioni opposte si cede ossigeno e cattura CO2, completando il processo e ricominciandone uno nuovo. In tutta questa frenesia di dare e avere, il globulo rosso deve passare una serie di checkpoint, che ne garantiscano la funzione e permettano di eliminare cellule oramai inservibili.

La morte del globulo rosso

Una volta trascorsi all’incirca 120 giorni, che corrispondo alla vita media, il GR si ritrova ad aver perduto la pregressa elasticità e competenza. Il processo, detto senescenza, è particolarmente duro, perché già in partenza non è equipaggiato adeguatamente per fronteggiarne le conseguenze:

• il continuo scambio di ossigeno lo espone alla formazione di specie reattive dell’ossigeno (ROS), in grado di danneggiare le proteine costituenti l’impalcatura del globulo rosso oltre a quelle deputate alla sua elasticità, per cui andando avanti nel tempo si ha una perdita consistente della capacità di deformarsi, vitale per attraversare le cellule a doga di botte presenti nella milza; queste cellule intercettano i globuli rossi senescenti attraverso un meccanismo a barriera, superabile solo da eritrociti giovani e deformabili.
• I ROS vengono all’inizio tamponati attraverso enzimi antiossidanti, di cui il più importante è il glutatione, forniti in misura limitata e non riproducibile dato che, per definizione, il globulo rosso non ha un nucleo che possa fornire l’mRNA corrispondente. Da ciò consegue che dopo aver esaurito la sua quota di antiossidanti, esso sia in balia dei ROS e possa invecchiare.

La senescenza termina quindi con la cattura a livello della milza (emocateresi), fagocitosi data dai macrofagi e riciclo delle componenti grazie al sistema reticolo-endoteliale. La morte cellulare può avvenire anche in circolo se sopraggiungono condizioni particolari.

Così piccolo, ma quanti problemi!

Ci sono molte affezioni che coinvolgono le emazie e sarebbe impossibile redigere un elenco esaustivo, per cui forniremo soltanto un inquadramento generale. Possiamo collocare il grosso delle malattie in 2 grandi gruppi sulla base delle cause:

Alterazioni della conta eritrocitaria

Vi rientrano tutte quelle situazioni in cui il numero (RBC) è aumentato o diminuito rispetto al range di riferimento:

• negli uomini è 4.5-6.1milioni/μL
• nelle donne è pari a 3.9-5.4milioni/μL

Da solo, tuttavia, il range non è diagnostico e va sempre confrontato con altri parametri, come l’ematocrito (percentuale di cellule rispetto al volume di sangue totale), il valore globulare medio (MCV) e quelli relativi all’emoglobina.

Un aumento del valore RBC viene chiamato poliglobulia ed è indice di un aumentata sintesi di globuli rossi o di una diminuzione della loro distruzione. Tra le patologie in cui questa evenienza è più evidente abbiamo la policitemia vera, nella quale il midollo osseo produce un numero molto alto di cellule rosse.

Per quanto riguarda degli esempi in termini di carenza, abbiamo:

• anemie emolitiche, caratterizzate da distruzione precoce intravascolare degli eritrociti maturi e che riconoscono cause molto varie, da forme autoimmunitarie a ereditarie fino a farmacologiche. In questo caso la vita media è diminuita per ragioni esterne alla cellula che richiedono indagini approfondite.
• ipoplasie/aplasie midollari, nella quale si ha perdita dei precursori eritroidi che danno origine ai GR (tra le altre, dato che possiamo avere anche una carenza di tutte e tre le filiere ematologiche), per cui non si ha immissione in circolo di nuovi eritrociti.

Alterazioni di forma/dimensione/colore

Comprendono tutte quelle condizioni che determinino un cambiamento di forma o dimensione o cromia della cellula, per cui all’osservazione al microscopio si notano delle aberrazioni. Variazioni nella dimensioni vengono chiamate anisocitosi, mentre nella forma poichilocitosi. Alcuni esempi, ma ce ne sono molti altri, possono essere:

• emazie a sfera (sferociti): si trovano nella sferocitosi ereditaria, caratterizzata da deficit nelle proteine che conferiscono la forma alla cellula (spectrina, anchirina o proteina 4.1, tra le altre), ma anche in condizioni infettive o alterazioni del pH.
• schistociti: cellule distrutte, con la forma di elmetto. Si riscontrano quando si ha frammentazione dovuta ad un qualche processo sottostante, come le anemie emolitiche immuni.

• stomatociti (cellule a coppa), legati a difetti della membrana plasmatica; il GR assume una forma a coppa, somiglia ad un’orecchietta.

Conclusioni

Nel prossimo appuntamento daremo un’occhiata più da vicino ad alcune tra le patologie che abbiamo accennato in questa occasione, cercando di capire come e perché si determinino, ma soprattutto cosa siamo in grado di fare per trattarle. Restate con noi! Alla prossima.

FONTI| “Ematologia di Mandelli”-Avvisati et all., Piccin.