Ematologia e assistenza ematologica

Malattie del sangue

Emopoiesi

I globuli bianchi sono generalmente compresi tra 5000 e 10000. Il sistema emopoietico è capace di aumentare le proprie potenzialità enormemente quando c'è bisogno (ad esempio, in caso di appendicite, si possono avere 20-25.000 globuli bianchi, soprattutto neutrofili, per combattere l'infezione intervenendo localmente). La doppia funzionalità del sistema emopoietico serve per mantenere l'omeostasi ma anche per far fronte a situazioni di stress.

Emopoiesi: L’insieme dei processi che regolano il mantenimento del numero fisiologico di cellule circolanti del sangue in condizioni di omeostasi e intervengono come compenso in situazioni di perdita/distruzione, o per rispondere adeguatamente a un aumento della richiesta da parte dell’organismo.

Gli organi del sistema emopoietico sono, nell'adulto, le ossa piatte (bacino, sterno, coste e corpi vertebrali, solo in tracce). Nel corso dello sviluppo, invece, il sistema emopoietico comincia anche dal fegato e dal sacco vitellino, milza e sangue periferico. Tuttavia, cambia a seconda delle necessità; ad esempio, in un talassemico si ha anche nelle ossa del cranio (tavolato cranico).

Si considera come parte del sistema emopoietico anche gli organi linfoidi, che si dividono in primari (per la maturazione dei linfociti B, midollo osseo e T, timo) e periferici (linfonodi, milza e tessuto linfatico associato alle mucose, importante perché ci sono alcune malattie, come i linfomi, che si localizzano proprio in questo tessuto, senza coinvolgere i linfonodi; il sangue periferico).

Processi e regolazione

• Infezioni → aumento dei globuli bianchi
• Emorragie → aumento dei globuli rossi

Il sistema emopoietico, regolato da specifici fattori di crescita quali EPO, TPO, G-CSF, si può definire gerarchico: al vertice ci stanno le cellule più importanti, e via via che ci si allontana ci sono cellule sempre meno capaci di fare. Al vertice c'è la cellula staminale emopoietica (HSC), piccola cellula irriconoscibile al microscopio, che ha la capacità di una divisione asimmetrica, ovvero della proprietà di automantenimento.

Questo significa che quando si divide dà luogo a due cellule figlie, di cui una differenzia e matura, e poi muore, l'altra è del tutto uguale alla madre, è di nuovo una cellula madre, quindi staminale anch’essa. Questo sistema di divisione asimmetrica è quello che spiega il fatto che ciascuno nasce con una sorta di patrimonio di cellule staminali, in numero molto piccolo, che si mantiene nel corso della vita proprio grazie a questa divisione asimmetrica, non si esaurisce mai.

Questo è il motivo per cui si può donare midollo e nel giro di qualche mese il pool di cellule staminali ritorna alla normalità. Tuttavia, con il passare degli anni possono succedere eventi che riducono il numero di cellule staminali, ma in linea di massima rimangono comunque in numero tale da mantenere la sopravvivenza.

Ci sono però malattie in cui i processi delle cellule staminali non sono più controllati e si perde il pool di cellule staminali, dando quasi sempre malattie che possono essere riassunte sotto il termine di aplasia midollare.

Le cellule HSC sono quelle che vengono trapiantate in un organismo mieloblato da chemio e radio, in grado di riprodurre l’emopoiesi nel nuovo organismo stesso: 1 HSC → 1 HSC figlia + cellula differenziata.

Un'ultima proprietà della cellula staminale: la proliferazione non è a carico della cellula staminale, ma di cellule progressivamente più mature rispetto alla cellula staminale. Poiché la cellula staminale dà origine a tutte le cellule del sangue, se si riproducesse frequentemente sarebbe sottoposta a un alto rischio di mutazione, con alto rischio di malattia oltre al fatto che se così non fosse non verrebbe mantenuto il corretto pool di HSC.

Questo non avviene perché il pool si divide molto poco, in quanto la proliferazione è a carico di cellule progressive. Quindi la cellula staminale crea cellule specifiche in base alla richiesta, ma una volta prodotta la proliferazione di queste è gestita da altre cellule per limitare il rischio di mutazioni genetiche (anche una divisione cellulare troppo veloce costituisce un fattore predisponente alle mutazioni).

Questo comporta però un problema: si colpisce male con farmaci chemioterapici, che hanno difficoltà a colpire cellule che non si riproducono (ad esempio leucemie che colpiscono le cellule staminali, e che tornano dopo la chemioterapia). → si ammala meno ma è più difficile da curare.

Se vengono colpite da mutazioni cellule progressivamente sviluppate è meno grave, perché hanno una vita programmata, muoiono, e quindi si perde la mutazione. A volte perciò le HSC possono morire per caratteristiche fisiologiche, come la vecchiaia.

Fattori di crescita

EPO (per eritropoietina), trombopoietina (per le piastrine), GCSF (fattore che stimola la crescita dei granulociti). Questi sono importanti perché sono sostanze naturali ma che sono state clonate e possono essere usati come farmaci.

Il GCSF è molto importante quando vogliamo avere le cellule staminali.

• EPO → globuli rossi
• Trombopoietina → piastrine
• GCSF → granulociti

Il GCSF è un fattore di crescita che stimola differenziazione, la sopravvivenza e la migrazione dei granulociti. È prodotto da macrofagi e cellule endoteliali. Agisce nel midollo osseo (organo complesso che pesa ca. 1.5-2 kg) in risposta a segni infiammatori, stimolando la differenziazione dei precursori dei granulociti neutrofili ed è attivato nella mobilizzazione delle HSC. Una forma di GCSF ricombinata è utilizzata in terapia per contrastare la neutropenia nei pazienti sottoposti a cicli chemioterapici.

Nell'uomo non è possibile identificare una cellula staminale guardando il midollo, non sono in grado di riconoscerla. Si riconosce solo per una proprietà (CD34+): salvare da morte un organismo ricevente che ha ricevuto una dose subletale di radiazioni che distruggono il suo tessuto emopoietico. È il principio del trapianto nell'uomo: possiamo usare cellule staminali.

Tuttavia, non sappiamo come e dove sono, ma conosciamo che esprimono una proteina di membrana (CD34). Se ho un paziente che deve fare un trapianto, lo irradio e re-inietto cellule CD34+ non morirà perché le cellule staminali vanno a ricostituire il pool distrutto.

Queste cellule HSC sono in grado di fare tutte le cellule del sangue periferico e del sistema linfoide. Si trovano nel midollo osseo, tessuto che appare molto simile al sangue ma più connettivale dal momento che all’interno del midollo osseo stesso vi sono unità funzionali, le nicchie emopoietiche: strutture costituite da fibroblasti, che accolgono la cellula staminale, fornendogli fattori crescita e nutrienti. Fino a qualche anno fa le HSC si prelevavano con aspirati di midollo, ma poi si è visto che le possono essere presenti anche nel sangue periferico, in condizioni normali, anche se molto poche.

Le nicchie emopoietiche sono formate da cellule accessorie, sulle nicchie sono presenti recettori che tengono adesa la HSC in modo tale da prendersi cura di lei nel migliore dei modi. Ricordo che vi sono patologie in cui le nicchie sono alterate, provocando così anemie, sono solitamente patologie autoimmuni.

• GCSF → Stimolazione mobilizzazione HSC → HSC in sangue periferico

Il GCSF è capace di far aumentare, dopo 3-4 giorni di somministrazione, il numero di cellule staminali CD34+ nel sangue periferico, motivo per cui la maggior parte dei trapianti vengono ora fatti da sangue periferico. Le cellule escono dal midollo tramite il processo di mobilizzazione, stimolato dal GCSF. Questo processo (la cellula lascia il midollo) è l'opposto di un altro fenomeno fisiologico dell’ “homing”, il principio per cui quando facciamo un trapianto di cellule staminali non le rimettiamo nel midollo, ma le iniettiamo nel sangue periferico, come una normalissima trasfusione, e sfruttiamo questa capacità di tornarsene a casa delle cellule staminali (casa = midollo).

Le cellule staminali tornano nel midollo perché lì esiste una struttura complessa che si chiama nicchia emopoietica, un insieme di cellule che formano una sorta di struttura tridimensionale nella cavità midollare, che fornisce un ancoraggio alla cellula staminale, cioè ci sono recettori a cui la cellula staminale si può attaccare (solo lì sono presenti questi recettori).

Questa nicchia emopoietica crea anche un ambiente dove le cellule che la formano secernono fattori di crescita e quindi regolano la proliferazione e maturazione della cellula staminale. La nicchia può essere distrutta da farmaci e virus e alcune aplasie midollari sono dovute non a un danno della cellula staminale, ma della nicchia, che perde le sue funzioni.

Il sangue circolante

Il sangue può essere definito un connettivo specializzato composto da una parte corpuscolata: formata dai globuli rossi o eritrociti, globuli bianchi o leucociti e dalle piastrine; e da una parte fluida: il plasma. Le piastrine non sono cellule ma frammenti cellulari originati dal MEGACARIOCITA.

Come nei connettivi, si possono trovare fibre, che compaiono solo in seguito all’avvenuta coagulazione (fibrina). Se si centrifuga il sangue notiamo diverse componenti:

• Una parte bassa in cui sedimentano i globuli rossi e i granulociti. 45-48%
• Una parte alta, il plasma, in cui si trovano anche le piastrine. 55%
• Una parte centrale, BFFY COAT, lo strato leucocitario, in cui finiscono linfociti, leucociti e cellule mononucleate. È uno strato visibile appena la parte rossa corrisponde all'ematocrito (percentuale del volume di sangue occupata da globuli rossi (45-48%); il resto è plasma; ricordare che la durata del processo maturativo è di 7-8 giorni e la durata in circolo dei globuli rossi è di 120 giorni.

Ci sono malattie in cui questi rapporti cambiano notevolmente. I globuli rossi sono il prodotto finale di un processo di maturazione che passa attraverso cellule diverse (ERITROBLASTI, PRECURSORI DI ERITROCITI) che stanno nel midollo, mai in alcune malattie possono essere trovate anche nel sangue periferico, come nelle talassemie o anemie gravi (aumentano gli eritroblasti).

L’insieme degli eritrociti circolanti e dei loro precursori a livello midollare costituiscono un’unità funzionale nota con il termine di eritrociti, vero e proprio organo, la cui crescita e maturazione è regolata principalmente dai livelli di Eritropoietina. A livello midollare i precursori eritroidi sono ben riconoscibili per le loro caratteristiche morfologiche e di distinguono in:

• Proeritroblasto
• Eritroblasto basofilo
• Eritroblasto policromatofilo
• Eritroblasto ortocromatico

La durata del processo maturativo è di 7-8 giorni e la durata in circolo dei globuli rossi è di 120 giorni.

Eritroblasti: nel sangue periferico si possono riscontrare in determinate patologie, questi infatti in condizione anatomo-fisiologiche sono contenute solo ed esclusivamente dalle nicchie midollari.

Reticolocito: cellula che si trasforma dall’eritroblasto ortocromatico per perdita del nucleo, presenta una quota residua di RNA, che viene evidenziata da alcuni coloranti vitali sotto forma di granuli o di un fine reticolo. Eritroblasti ortocromatici – nucleo → Reticolociti.

Eritrocito: sono privi di organuli cellulari, il loro citoplasma è ricco di emoglobina e altre proteine ed enzimi. Hanno una forma a lente biconcava con un diametro di 7.5 µm, uno spessore di ca. 2 µm e di 1 µm nella parte centrale. Tale forma assicura un migliore scambio gassoso. L’eritrocita maturo si presenta senza nucleo.

Regolazione eritropoiesi

Ci sono dei recettori, a livello del rene, vicino ai glomeruli, che hanno la capacità di sentire la tensione di ossigeno nel sangue e la riduzione di emoglobina. Quando questa si riduce (per anemia o grave patologia polmonare) la sentono e liberano epo.

In condizioni normali esiste una relazione più o meno lineare tra epo e capacità di trasporto dell'ossigeno. Nelle malattie renali che coinvolgono anche queste cellule, i livelli di epo sono vicini allo 0 e i soggetti hanno una grave anemia da carenza di epo, una volta la principale causa di morte, mentre oggi può essere somministrata.

• Ridotta tensione d’ossigeno per anemia o pat. polmonari o insufficienza renale o trauma o nefrectomia produzione epo → eritropoiesi → eritropoietina: è il primo ormone riprodotto con DNA ricombinato. Costituisce la terapia d’obbligo nell’insufficienza renale, infatti è somministrata sia prima che dopo la dialisi.

Prima di tale farmaco i pazienti con IRA venivano sottoposti a ripetute trasfusioni, aumentando così il rischio di epatite ed emocromatosi, ovvero accumulo di Ferro nel sangue.

Leucociti

La formula leucocitaria dice la percentuale di cellule mature nel sangue periferico. Ci sono malattie in cui queste percentuali sono notevolmente alterate, e altre, come leucemie, in cui non troviamo cellule normali, ma solo neoplastiche (blasti leucemici).

Quindi conta differenziale dei leucociti = Formula leucocitaria:

• Neutrofili 50-70% difesa →
• Eosinofili 2-4% difesa da sostanze →
• Basofili 0.5-1% →
• Linfociti 25-45% sistema immunitario →
• Monociti 3-8% difesa →

I leucociti svolgono la loro funzione al di fuori del torrente sanguigno, infatti attraversano gli endoteli attraverso la diapedesi ed entrano nei tessuti. La loro sopravvivenza in circolo è di 12 ore circa per i neutrofili, fino ai linfociti “memoria” di molti anni. In parte sono marginati e possono essere riportati in circolo da sostanze e stimoli diversi quali adrenalina, cortisone e infezioni.

La loro funzione principale è quella di difendere l’organismo da sostanze (neutrofili e monociti), intervenire nelle reazioni di difesa da parassiti e reagire a sostanze estranee (eosinofili e basofili), regolare la risposta immunitaria (linfociti e non solo).

Monocita e linfociti

Monocita: HSC → progenitore monocitario (MO) → monocita (sangue periferico) → macrofago (tessuti). Una volta giunto nei tessuti si può attivare (macrofago attivato, cell epitelioide, cell gigante) o si può differenziare (microglia, cell di Kupffer, macrofago alveolare o osteoclasto). Il monocita partecipa sia all’immunità innata (produzione di citochine e fagocitosi di cellule morte) che cellulo mediata (anticorpo-mediata).

Linfociti:

• B → produzione anticorpi → 10-15%
• T helper → stimolazione linf B + attivazione macrofagi → 50-60%
• T citotossici → lisi cellule infettate + attivazione macrofagi → 20-25%
• NK → lisi cell infettate → 10%

Piastrine

Le piastrine sono regolate da un ormone prodotto dal fegato, la trombopoietina, che stimola le cellule che stanno nel midollo, i megacariociti, a produrre piastrine. Il megacariocita è una cellula unica che va incontro a processi di mitosi che non sono seguiti da divisione, arrivando ad avere un nucleo 16 volte superiore ad una cellula normale e citoplasma esteso da cui originano le piastrine, frammenti di cellule, per rottura del citoplasma.

A differenza dell’eritropoiesi, che è regolata a livello renale a domanda, la piastrinopoiesi è garantita da una produzione costante a livello epatico di trombopoietina, segue quindi un meccanismo a spugna. La quantità di trombopoietina che giunge al midollo è dipendente però dalla presenza o meno di piastrine. Migrazione Trombopoietina-MO a domanda. Sintesi → Trombopoietina costante → La trombopoietina inutilizzata rimane nel fegato e rilasciata nel sangue in caso di riduzione di piastrine.

Liberazione a livello midollare e polmonare. Il pool circolante è del 70%, quello splenico del 30%. Hanno una sopravvivenza di ca. 8-11 gg.

Fegato → Trombopoietina → MO → stimolazione Megacariociti → Piastrine

Emocromo e formula

Nei bambini si ha inversione della formula fisiologica. I linfociti sono elevati e maggiori dei neutrofili. Nell’adulto è l’opposto. Il valore assoluto si calcola con la % della cellula moltiplicato per il numero totale dei globuli bianchi. Questo è molto importante perché il valore % deve sempre essere confrontato con il valore assoluto, quindi nell’insieme la sola formula non è indicativa di nulla. La diagnosi di patologia si fa in relazione al numero assoluto e non %.

In caso di emorragia si deve tenere sotto controllo il valore dell’Hb non dei globuli rossi, che possono non essere variati.

Condizioni patologiche

• Anemia: Riduzione del livello di emoglobina al di sotto del range di normalità, che dipende dall'età, dal sesso, dall'altitudine e in parte dall'etnia. È importante ricordarsi che non si esprime con il valore di globuli rossi, ma di emoglobina. È in base al livello di emoglobina che si decide quando trasfondere.
• Leucopenia: Riduzione dei globuli bianchi. Quando si parla di leucopenia ci si riferisce a tutti i bianchi; per precisarla si parla di neutropenia, ma guardando il valore assoluto, non la percentuale, che può essere normale anche quando in realtà il numero assoluto è alterato.
• Piastrinopenia: Numero di piastrine al di sotto di 100.000.
• Eritrocitosi/Policitemia: Aumento del livello di emoglobina o ematocrito al di sopra del range di normalità, che generalmente si accompagna ad un aumento dei globuli rossi (aumento della massa eritrocitaria).
• Leucocitosi: Aumento dei bianchi (neutrofilia, linfocitosi a seconda del tipo di cellule coinvolte; ricordo che la basofilia diagnostica quasi immediatamente la leucemia mieloide cronica).

Misure ematiche

• MCV: È la misurazione del volume medio degli eritrociti contenuti nel sangue e corrisponde al rapporto tra l’ematocrito (%) e la conta dei globuli rossi.
• Ematocrito: Esame del sangue che indica la % del volume sanguigno stesso occupata dalla parte corpuscolare. DONNA → 32-47% UOMO → 40-52% NEONATI → VALORI MOLTO ELEVATI.
• MPV: È il volume piastrinico medio, ci informa sulla grandezza media delle piastrine. Se aumenta, piastrine di maggiori dimensioni. Può dare un’idea del livello di efficienza dei meccanismi di controllo della produzione piastrinica.