Lezioni, Ematologia

Ematologia

Emopoiesi

Insieme dei 2 sistemi cellulari predisposti al rinnovamento delle cc. del sangue periferico:

• Mielopoiesi → eritropoiesi, granulo-monocitopoiesi, megacariocitopoiesi.
• Linfocitopoiesi.

Nel suo complesso il sistema emopoietico è un organo complesso di 1000-1500 Kg che riesce a far fronte a un turnover di elementi 8-10 volte > grazie alla presenza di una ristretta popolazione di cc. staminali (0.005-0.01% del totale), caratterizzati da 2 proprietà fondamentali:

• Auto-mantenimento per tutta la vita dell’organismo.
• Capacità differenziativa → 3 gradi di potenzialità.

1) (zigote) → potenziale differenziativo massimo: cc. staminali totipotenti.

2) (embrione) → cc. dei 3 foglietti (→ mesoderma, ectoderma, endoderma): cc. staminali pluripotenti, cc. staminali embrionali → cc. multipotenti, cc. germinali embrionali, cc. tumorali embrionali.

Queste cc. costituiscono il trofoblasto e possono essere mantenute tali ed espanse in coltura: questo approccio è importante per comprendere se e come rimpiazzare tessuti danneggiati in modo da poter sviluppare terapie per condizioni cliniche ad oggi incurabili.

3) (adulto): cc. staminali multipotenti.

Queste cc. sono estrapolabili dall’adulto e si stanno eseguendo degli studi sulla loro riprogrammazione in plasticità delle cc. staminali: (→ è possibile utilizzare cc. staminali ematopoietiche per la sintesi di tessuti non midollari modificando il microambiente) e sulla possibilità di produrre organi immunologicamente compatibili (→ somatic cell nuclear transfer, SCNT).

Le cc. staminali con potenziale capacità differenziativa pluripotente sono estraibili dal midollo, ma anche dal cordone ombelicale e dalla placenta.

Le cc. staminali tissutali possono dividersi in 3 modalità:

• Divisione simmetrica → 2 cc. staminali identiche → aumento del pool staminale.
• Divisione differenziativa → 2 cc. che si differenziano e maturano → riduzione del pool staminale.
• Divisione asimmetrica → 1 cc. staminale + 1 cc. in differenziazione → mantenimento del pool staminale.

Nel midollo osseo si distinguono cc. staminali mesenchimali (MDC → cc. progenitrici committed per il mesenchima) e cc. staminali emopoietiche pluripotenti e multipotenti della mielopoiesi o della linfopoiesi, (→ blocco in G0), dalle quali derivano i progenitori committed per lo sviluppo di una sola linea cellulare (→ attiva sintesi di DNA).

Le cc. staminali e i progenitori non sono riconoscibili morfologicamente (→ solo precursori), in quanto sono assimilabili a piccoli linfociti quiescenti (→ ma è possibile il loro isolamento attraverso la citofluorimetria CD34+, glicoproteina transmembrana specifica di queste popolazioni), piccole cc. basofile con nucleo prominente, bassa complessità e attività metabolica.

Il midollo non è l’unica sorgente di cc. staminali in quanto se ne trovano anche nel sangue periferico e nel cordone ombelicale, ma fisiologicamente attraversano solo in minima parte la barriera emato-midollare: in condizioni patologiche (es. mielofibrosi) o attraverso induzione farmacologica (→ chemio e/o fattori di crescita dell’emopoiesi) è possibile avere un loro incremento da 0.1/µL a 100-150/µL.

Nelle prime settimane di vita l’emopoiesi si ha anche nel sacco vitellino, nel fegato e nella milza ma le cc. staminali di questi organi non funzionano più nell’adulto se non in corso di patologia (es. mielofibrosi → epatosplenomegalia).

Le prime popolazioni morfologicamente identificabili sono rappresentate dai precursori (→ pro-eritroblasto, mieloblasto, monoblasto, megacarioblasto), differenziatesi dai progenitori e incapaci di automantenersi oltre che di dividersi a un certo grado di maturazione.

La regolazione della proliferazione e della via maturativa è dipendente da 2 fattori essenziali:

• Fattori di crescita emopoietici:

Regolatori positivi:

• Specifici per una linea maturativa (→ cc. committed):
• EPO → eritropoiesi.
• M-CSF, IL-5 → monocitopoiesi.
• Trombopoietina → megacariocitopoiesi.
• Linea non-specifici (→ progenitori emopoietici intermedi) → G-CSF, IL-3, IL-4, GM-CSF.
• Inducenti il reclutamento dei progenitori più primitivi (→ cc. CD34+) → IL-6, IL-11, IL-12, FTL-3L, leukemia inhibitory factor (LIF), stem cell factor (SCF).

Regolatori negativi → proteina infiammatoria macrofagica 1α (MIP-1α), TNFα, IFN, TGFβ.

A seconda dello stadio e della linea maturativa le cc. emopoietiche esprimono diversi recettori che ne determinano la sensibilità nei confronti di particolari molecole: questo ha un’importante ricaduta nei donatori di midollo (→ > emopoiesi) e nei pazienti sottoposti a CT (→ < tempi di recupero della linfopenia iatrogena).

• Microambiente midollare → supporto e regolazione delle cc. emopoietiche.

Sono state distinte almeno 2 entità anatomo-funzionali (→ nicchie emopoietiche):

• Nicchia endostale (→ osteoblasti, osteoclasti, cc. mesenchimali dell’endostio) → quiescenza cinetica e auto-mantenimento delle cc. staminali (→ blocco in G0).

In questo contesto è impossibile far passare le cc. staminali nel torrente ematico, per questo è necessario somministrare il gg prima della mobilizzazione il plerixafor (→ antagonista di CXCR-4) per sbloccarle.

• Nicchia vascolare (→ cc. sinusoidali endoteliali e periciti) → maturazione, differenziazione e mobilizzazione nel circolo.

Anemie

Per eritropoiesi si intende l’insieme dei processi con i quali i GR vengono prodotti nel midollo, in quantità tale da mantenere costante in condizioni fisiologiche la massa eritrocitaria dell’organismo.

Il midollo è l’unica sede in cui avviene l’eritropoiesi, anche se assieme a tutte le linee mieloidi nella vita fetale viene mantenuta da sacco vitellino, milza e fegato.

L’unità anatomo-funzionale dell’eritropoiesi è l’eritrone, comprendente cc. in diversi stadi maturativi:

a) Progenitori eritroidi: CFU-GEMM (cc. staminale multipotente mieloide CD33+ → ≠ cc. pluripotente CD34+).

1) BFU-E (Eritroid Burst Forming Units) → colonie di grandi dimensioni (30-40000 cc.) di precursori ed eritrociti maturi (→ aspetto rosseggiante delle colonie per Hb) dopo coltura di 14-16 gg.

I. Early BFU-E → sopravvivenza in vitro senza EPO = 48-72 h, necessitano di IL-3 e GM-CSF per proliferare indipendentemente da EPO.

II. Late BFU-E → iniziale dipendenza da EPO per la proliferazione.

2) CFU-E (Eritroid Colony Forming Units) → colonie di piccole dimensioni in coltura.

Non sono presenti in circolo, si trovano in fase S del ciclo cellulare (≠ BFU-E che sono in fase G0 → 70-90% morte da esposizione a timidina H3 o chemioterapici ciclo-specifici) e dipendono da EPO (→ massima espressione di EpoR, fino a 1100/cc.) (→ ≈ linfociti quiescenti).

I progenitori non sono riconoscibili morfologicamente ma solo con test funzionali (→ capacità di generare eritrociti maturi in vitro).

b) Precursori eritroidi (→ ≠ progenitori eritroidi): morfologicamente distinguibili.

3) Pro-eritroblasti → 16 GB in 3 gg.

4) Eritroblasti (→ 12-15 gg per arrivare a questo stadio maturativo):

• Eritroblasti basofili.
• Eritroblasti policromatofili.
• Eritroblasti ortocromatici.

Quando l’Hb prodotta supera il 20% della concentrazione cellulare si ha blocco proliferativo ed espulsione del nucleo in 5-60 min (→ reticolocita).

5) Reticolociti → eritrocita giovane che conserva mitocondri, mRNA e RNA ribosomiale, strutture perse in 2-4 gg (→ eritrocita maturo).

La reticolocitosi è importante in quanto manifestazione di una eritropoiesi accelerata che sta dando fondo alle sue riserve funzionali.

All’aspirato midollare colorato con Giemsa si riconoscono gli isolotti eritroblastici, complessi di precursori eritroidi attorno a un monocita centrale che fornisce il Fe necessario per la produzione di Hb (→ aggregati citoplasmatici di Fe riconoscibili con blu di Prussia).

Nel complesso i precursori rappresentano il 25-30% della cellularità midollare, la restante parte è data invece da granulociti (→ 2/3 del totale) e megacariociti (piccola parte) ed elementi della serie linfoide.

c) GR maturi → cc. prive di nucleo a forma di disco biconcavo (d = 6-8 µm, h = 2.5 µm) il cui volume è rappresentato al 30-36% da Hb.

L’eritrocita ha 2 funzioni essenziali:

• Veicolare l’Hb.
• Proteggere dall’ossidazione permanente l’Hb.

Membrana eritrocitaria:

• Proteine integrali di membrana (→ banda 3, glicoforine) → ancoraggio al citoscheletro.
• Proteine del citoscheletro (→ spectrina, proteina 4.1, actina, anchirina, proteina 4.2) → elevato rapporto S/V e deformabilità (→ attraversamento di capillari e filtro splenico).

Metabolismo:

• Glicolisi anaerobia:
• ATP → mantenimento dell’integrità di membrana e del gradiente osmotico Na⁺/K⁺.
• NADH → metaemoglobina reduttasi → mantenimento del Fe dell’eme in stato ferroso (Fe⁺⁺), che verrebbe ossidato dall’O₂ in Fe ferrico (Fe⁺⁺⁺ → metaemoglobina).
• Via dei esoso-monofosfati → NAPDH → rigenerazione del glutatione ridotto (GSH) → protezione dell’Hb dalla denaturazione ossidativa e mantenimento in soluzione.

Fisiologicamente l’eritrone produce 20-30 mL di GB al giorno (→ 7 g di Hb) ma ha la capacità di aumentare la produzione fino a 6-8 volte (→ riserva funzionale) in risposta a diversi stimoli, primo fra tutti quello dell’eritropoietina (EPO): si tratta di una glicoproteina prodotta per l’80% dal rene (oltre a fegato e cc. interstiziali) in risposta ad HIF-1α ed IL-6, molecole indotte dall’ipossia (→ O₂ atmosferico e tissutale, funzione cardio-polmonare, V ematico, [Hb], affinità per O₂).

L’ormone agisce legandosi al recettore EpoR, espresso soprattutto dalle CFU-E ma perso con l’avanzare del processo maturativo (→ 0 nei reticolociti): gli effetti finali della stimolazione sono mancata apoptosi e > espansione delle CFU-E, accelerata proliferazione e differenziazione degli eritroblasti e < transito midollare dei reticolociti.

È importante notare che solo il 10-15% delle cc. dell’eritropoiesi non raggiungono la maturazione completa in quanto malformate (→ accumulo e apoptosi intra-midollare): questa quota rappresenta l’eritropoiesi inefficace, la quale risulta sempre aumentata in corso di anemia anche se potenzialmente mascherata inizialmente dallo stimolo indotto dall’EPO (→ eritrone iperplastico ma incapace di differenziare e maturare).

Per anemia si intende la riduzione della quantità totale di Hb (→ non servono altri parametri!):

• Anemia lieve → 10 g/dL < Hb < 11.5 g/dL (d) / 12.5 g/dL (u).
• Anemia moderata → 8 g/dL < Hb < 10 g/dL.
• Anemia severa → Hb < 8 g/dL.

È importante tenere presente che il valore dell’Hb è una concentrazione, quindi diamo per assunto che il V circolante sia normale: ciò non avviene nel sanguinamento massivo (→ Hb può essere solo lievemente alterata a fronte di una perdita ematica cospicua) e in gravidanza (→ V ematico > → Hb < pur in assenza di anemia).

Appurata la condizione di anemia saranno analizzati diversi altri parametri:

• Clinica → sintomi generali comuni ma variabili in base alle modalità di insorgenza.

Anemia cronica → adattamento fino ad Hb = 7-8 g/dL senza sintomatologia eclatante:

• Sintomi → moderata astenia, dispnea da sforzo, ridotta concentrazione e memoria, tachicardia.
• Segni → pallore di cute e mucose, soffio sistolico (→ anemia severa).

Anemia acuta → mancato adattamento:

• Sintomi → transizione rapida da benessere a sdr clinica importante (→ astenia intensa, dispnea al minimo sforzo, cardiopalmo, cefalea pulsante, vertigini e lipotimie, …).
• Segni → pallore di cute e mucose, soffio sistolico, > PAD, possibile ittero/subittero.

• Laboratorio:

MCV (V corpuscolare medio) = Hct * 10³ / n° GR [mln/mm³].

• MCV > 100 fL → anemia macrocitica.
• MCV < 80 fL → anemia microcitica.

MCHC (concentrazione emoglobinica corpuscolare media) = Hb * 100 / Hct → vn = 30-36 g/dL.

• MCHC < 30 g/dL → anemia ipocromica.
• MCHC > 30 g/dL → anemia normocromica.

MCH (contenuto emoglobinico corpuscolare medio) = Hb * 10³ / n° GR [mln/mm³] → vn = 27-31 pg.

• Morfologia delle emazie:
• Microcitosi → < d GR.
• Macrocitosi → > d GR.
• Emazie ipocromiche → zona centrale più chiara.
• Anisocitosi / anisocromia → GR con d e concentrazione emoglobinica variabili (→ v. RDW).
• Poichilocitosi → GR di forme diverse.
• Sferocitosi → forma sferica con perdita della zona chiara centrale.
• Ellissocitosi → GR a forma di ellisse.
• Schistocitosi → frammenti di GR.
• Target cells → zona centrale colorata, alone intermedio chiaro, alone periferico colorato (→ β-talassemia).
• Policromatofilia → colorazione policromatica per la persistenza di residui nucleinici (→ GR giovani).
• Corpi di Jolly / anelli di Caboto → residui nucleari nei GR maturi.
• Punteggiatura basofila → fini granulazioni basofile nei GR.
• Siderociti → granuli di siderina interni (→ splenectomizzati).
• Corpi di Heinz → granulazioni grossolane alla periferia dei GR (→ precipitati di Hb da ossidazione).

In base al fattore patogenetico dominante si distinguono 4 gruppi fondamentali di anemie:

a) I gruppo → ridotta formazione di eritroblasti (→ aplasia): anemie normocitiche normocromiche.

Si tratta di riduzione consensuale dei valori eritrocitari (→ GR maturi anche se pochi) in cui si ha:

• Riduzione o assenza dei reticolociti.
• Assenza di eritroblasti all’aspirato midollare.
• Ipersideremia da mancato utilizzo.
• Di solito l’aplasia midollare non è specifica per una singola popolazione cellulare.

Queste condizioni sono rare in quanto (→ IRC, eritroblastopenia congenita o acquisita) (→ < EPO).

b) II gruppo → ridotta formazione di eritrociti (→ eritropoiesi inefficace): anemie macrocitiche normocromiche.

Si tratta di riduzione dei reticolociti (→ sintesi di Hb normale) in cui si ha:

• Riduzione dei reticolociti.
• Iperplasia eritroblastica all’aspirato midollare (→ accumulo dei precursori).
• Impedita o fortemente ridotta la divisione cellulare dei precursori eritroidi.

In questo caso è (→ deficit di folati o B12, anemie diseritropoietiche congenite, anemia saturnina).

c) III gruppo → ridotta sintesi di Hb: anemie microcitiche ipocromiche.

Si tratta di condizioni in cui i GR sono in numero normale o relativamente alto (→ divisioni cellulari > per avere una concentrazione emoglobinica normale). Condizioni tipiche associate sono talassemia, sideropenia, anemia infiammatoria, deficit di B6 o proteica grave.

d) IV gruppo → ridotta sopravvivenza degli eritrociti (→ emolisi): anemie normocitiche normocromiche o lievemente macrocitiche.

Si tratta di unica condizione con reticolocitosi con elevati livelli di LDH (enzima contenuto nei GR): l’eritrone (→ l’eritrone funziona) → MCV > compensa l’emolisi fino a quando la vita dei GR non si riduce a 1/6 del normale, per cui inizialmente si avranno solo alterazioni morfologiche (→ 20 gg), (→ schistocitosi, soprattutto nell’emolisi meccanica).

Si associano ad alterazioni strutturali/metaboliche dei GR, emolisi immune o meccanica (es. valvole cardiache).

Anemia sideropenica

Fisiologia

a) Assorbimento del Fe → 20-30 mg/die con una dieta congrua.

Fe emico → assorbimento diretto dell’eme + assorbimento del Fe⁺⁺.

Si tratta del Fe maggiormente assorbito (≈ 30%) ed è poco influenzato dalla composizione della dieta, il problema è che il contenuto in Fe emico delle carni è ridotto.

Fe non emico → necessaria la riduzione da Fe⁺⁺⁺ (ferrico) a Fe⁺⁺ (ferroso).

Anche se rappresenta la principale fonte di Fe il suo assorbimento è limitato (≈ 10%) e fortemente condizionato dalla dieta.

È importante notare che i cibi che contengono più Fe non sono molto consumati (es. fegato), inoltre nell’etilismo da vino (→ 2-12 mg Fe/100 g) il carico marziale è notevole e può dare tossicità.

L’assorbimento è mediato in gran parte da duodeno e metà prossimale del digiuno.

Diversi sono i fattori coinvolti nella regolazione dell’assorbimento del Fe:

• Fattori intraluminali → Fe della dieta, pH, chelanti.
• Fattori mucosali → anatomia, motilità, Fe contenuto negli enterociti, farmaci.
• Fattori corporali → depositi e turnover del Fe, ipossia, emocromatosi, disordini metabolici.

In corso di anemia e/o ipossia viene inibita epcidina, peptide prodotto dal fegato (→ proteina di fase acuta) con proprietà antibatteriche che agisce da regolatore negativo dell’assorbimento intestinale del Fe: legandosi alla ferroportina degli enterociti ne determina la degradazione lisosomiale, inibendo così il passaggio del Fe contenuto nella cc. al plasma con conseguente perdita dello stesso (→ ciclo).