Ematologia - il sangue

Il sangue

Il sangue è formato da differenti tipi di cellule sospese in un mezzo fluido definito plasma. La porzione cellulare occupa il 45% del volume e comprende:

• Gli eritrociti o globuli rossi che sono gli elementi più numerosi (5.000.000 per microlitro).
• I leucociti o globuli bianchi (da 4.500 a 11.000 per microlitro). Essi possono essere distinti in granulociti o leucociti polimorfonucleati (neutrofili, eosinofili e basofili), monociti e linfociti.
• Le piastrine (da 150.000 a 440.000 per microlitro).

Il processo che porta alla formazione delle cellule ematiche prende il nome di emopoiesi e si verifica dapprima nel sacco vitellino, nel fegato e nella milza, poi nel midollo osseo. In quest'ultimo, le cellule di partenza sono le cellule staminali emopoietiche (HSC) dell’adulto, indicate per questo anche con la sigla ASC. Esse, capaci di autorrinnovarsi e di dare origine a cellule differenziate, sotto l’aspetto del potenziale differenziativo differiscono dalle cellule staminali embrionali (ESC). Infatti, la pluripotenza che caratterizza le ESC e che permette loro di differenziarsi verso tutti i citotipi presenti nell’organismo, è ristretta nelle HSC che sono da considerarsi dunque multipotenti, visto che danno origine solo alle cellule delle diverse linee ematiche. Le HSC non esprimono alcuno dei marcatori di membrana che caratterizzano le cellule che da esse derivano nel corso del processo differenziativo; il loro marcatore di membrana è il CD34.

Il compartimento midollare staminale

Il compartimento midollare staminale ha sia il compito di mantenere costante la riserva di cellule staminali e la composizione cellulare del sangue, sia il compito di adeguare l'emopoiesi alle esigenze dell'organismo tutte le volte che è richiesto un aumento di una data componente cellulare del sangue. L'automantenimento delle cellule staminali è assicurato dalle due modalità di divisione che esse possono effettuare:

• Divisione asimmetrica, la più frequente. Delle due cellule figlie che originano dalla divisione di una HSC, una rimane HSC mentre l’altra è capace di dividersi e di differenziarsi nelle varie linee ematiche. È dunque questa seconda cellula un progenitore comune emopoietico.
• Divisione simmetrica. Quando nel compartimento staminale, una o più HSC vanno incontro a morte, una o più HSC sopravvissute intraprendono questo tipo di divisione. Da una HSC originano due HSC identiche di cui una sostituisce quella che si è divisa mentre l’altra sostituisce la HSC scomparsa di modo che il pool originario di cellule staminali si mantenga numericamente costante.

La proliferazione, la differenziazione e le funzioni delle HSC, ma anche dei progenitori comuni che da esse derivano, dei progenitori “committed” e delle varie cellule che con l’emopoiesi si formano, sono processi regolati da fattori di crescita emopoietici (HGFs). Si tratta di citochine sintetizzate e secrete da varie cellule, in particolare dai linfociti T, dalle cellule del sistema monocito-macrofagico e dalle cellule stromali del midollo osseo, con l’eccezione dell’eritropoietina sintetizzata dal rene e dal fegato e della tromboplastina sintetizzata esclusivamente dagli epatociti.

Fisiopatologia degli eritrociti

Con il termine eritropoiesi si intende l’insieme degli eventi che porta alla formazione della popolazione eritrocitaria. Il precursore diretto dell’eritrocita è il reticolocita che, rimasto nel midollo osseo per 24 ore, viene rilasciato nella circolazione periferica dove matura in un giorno fino a diventare un globulo rosso normale. I reticolociti infatti non possiedono il nucleo ma hanno residui di ribosomi, mitocondri e di altri organuli citoplasmatici. Ogni giorno circa l’1% degli eritrociti maturi è distrutto, per questo in un individuo adulto normale, per mantenere l’omeostasi, ogni giorno viene immesso nel sangue periferico un ugual numero di reticolociti.

La velocità dell’eritropoiesi è regolata dall’eritropoietina, una glicoproteina che non agisce sulle cellule staminali ma sul compartimento delle cellule committed e che viene prodotta dal rene. Si è visto però che nell’uomo dopo l’asportazione dei reni rimane ancora una certa produzione di questo ormone, probabilmente di origine epatica, indistinguibile dall’eritropoietina renale. L’eritropoietina stimola l’eritropoiesi aumentando la velocità di sintesi dell’emoglobina negli eritroblasti e stimolando la sintesi di proteine non emoglobiniche. Il principale fattore che controlla la sua velocità di produzione è il fattore trascrizionale HIF-1 indotto da una ridotta tensione di ossigeno.

Fattori richiesti per una normale eritropoiesi

• Ferro. Il nostro organismo contiene da 4 a 6 g di ferro, sotto forma di composti eminici (mioglobina ed emoglobina) o non eminici (transferrina, ferritina e emosiderina). Il contenuto di ferro inorganico nel plasma, che circola in parte libero e in parte legato ad una β-globulina prende il nome di sideremia. Il trasporto del ferro nel sangue è assicurato da una β-globulina sintetizzata dal fegato, l’apotransferrina. Quando questa lega due atomi di ferro (3+) diventa transferrina. Il suo compito è quello di captare il ferro a livello intestinale e di trasportarlo nel midollo osseo. In tale sede, il complesso transferrina + ferro si deposita su specifici siti degli eritroblasti e dei reticolociti. Nei casi in cui la transferrina è assente o completamente saturata, il ferro assorbito dall’intestino non è più veicolabile al midollo osseo ma si depositerà nel fegato, nella milza e nel pancreas. La proteina di deposito del ferro, invece, è l’apoferritina. Essa può legare fino a 4300 atomi di ferro in una sola molecola trasformandosi così in ferritina. Le perdite quotidiane di ferro sono molto lievi e avvengono attraverso il sudore, le feci, le urine e la desquamazione cellulare. La sola altra via per perdere ferro è l’emorragia (ciclo mestruale nella donna).
• Vitamina B12. Quella naturale è sintetizzata solo da alcuni microrganismi. L’uomo la ottiene dai cibi (carne, fegati, pesce, uova e latte).