Sangue, Istologia

Il sangue

Il sangue è un tessuto facente parte dei tessuti connettivali, con una caratteristica specifica: il plasma. Ha la sostanza intercellulare formata da un liquido. Nel plasma sono immerse le cellule della serie rossa e bianca (parte corpuscolata: eritrociti, leucociti e trombociti).

Funzioni del sangue

Trasporto, attraverso il sangue:

• I nutrienti assorbiti a livello intestinale passano nel fegato; sostanze rielaborate passano a tutte le cellule dell’organismo per mezzo del sangue.
• Tutte le cellule producono sostanze di rifiuto che devono essere eliminate mediante epidermide, reni, fegato e polmoni.
• Ormoni, molecole segnale, elettroliti, acqua.
• O₂, CO₂: funzione respiratoria.
• Leucociti, anticorpi, proteine implicati nei processi di difesa nei vari distretti corporei.

Difesa

A livello molecolare, per presenza di anticorpi liberi, sia cellule che svolgono funzione di difesa e usano il sangue come mezzo di trasporto.

Mantenimento dell’omeostasi

Mantenimento dell'equilibrio delle funzioni biologiche che il sangue stabilizza; il sangue permette di mantenere la temperatura corporea, l’equilibrio pH dei liquidi biologici e l'equilibrio osmotico dei liquidi tissutali di sali e acqua.

Riparazione delle ferite e coagulazione

Nel sangue ci sono piastrine e altre che coagulano ferite.

Caratteristiche fisiche del sangue

• Volume: 5-6 l, 7/8% del peso corporeo.
• Peso specifico: 1,057 g/ml.
• Viscosità: 3-4 volte l’acqua.
• pH: 7.2-7.4.
• Temperatura: 38°C.
• Colore: rosso acceso (arterioso), scuro (venoso).

Costituenti del sangue

Plasma + cellule

Plasma

Il plasma è la soluzione proteica in cui circolano le cellule. Trasporta nelle varie parti dell’organismo mezzi di nutrizione, metaboliti, anticorpi, proteine (albumina, globuline, fibrinogeno, complemento, della coagulazione e altre molecole come lipoproteine).

La parte corpuscolata

• Eritrociti: cellule della serie rossa.
• Leucociti: cellule della serie bianca.
• Piastrine: gli elementi figurati del sangue hanno vita breve, quindi quotidianamente vengono prodotti attraverso emopoiesi negli organi emopoietici.

In un campione di sangue, le percentuali relative delle componenti (5 l di sangue ca.) sono standardizzate: 45% del volume globuli rossi, 1% globuli bianchi, 54% plasma sanguigno (giallo paglierino).

Coagulazione

Quando faccio un prelievo di sangue, il sangue lasciato a sé va incontro a una massa gelatinosa rossastra. Questa coagulazione è impedita mediante anticoagulante (eparina), citrato di sodio o EDTA, chelazione del calcio: sostanze che in soluzione catturano il calcio e lo tolgono dal plasma, il calcio è indispensabile per la coagulazione.

Con gli anticoagulanti, gli elementi figurati del sangue possono essere separati dal plasma mediante centrifugazione. Si ha stratificazione delle componenti solamente se si attua anticoagulazione: 1. Eritrociti in basso, pesanti. 2. Leucociti. 3. Poi plasma.

Le percentuali riscontrate prendono il nome di valore ematocrito e deve essere un valore standard. Se gli eritrociti sono meno, si ha anemia; se globuli bianchi di più, c'è un processo in atto che altera i globuli bianchi.

Siero e plasma

Se non metto anticoagulante, il sangue diventa un coagulo. Se sottopongo a centrifugazione il sangue coagulato, il coagulo va sul fondo della provetta e rimane al di sopra un liquido che somiglia al plasma ma senza le sostanze che servono per la coagulazione, soprattutto il fibrinogeno trasformato in fibrina, quindi prende il nome di siero.

Composizione del plasma

Acqua: per il 90% è proteine: 9% albumina regola la pressione osmotica ed è prodotta dal fegato, globuline di trasporto per metalli, vitamine o lipidi, alfa e beta prodotte dal fegato, gamma prodotta da plasmacellule e trasporta anticorpi, proteine della coagulazione (pr. fegato) es. protrombina, fibrinogeno, formazione della rete di fibrina, proteine del complemento (pr. fegato) da C1 a C9, distruzione di microrganismi e innesco dell’infiammazione, lipoproteine plasmatiche (intestino/fegato) trasporto di trigliceridi, colesterolo al fegato e alle cellule.

Ioni: 1% (Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, Fe³⁺, Cu²⁺, H⁺, Cl^-, HCO₃^-, HPO₄^2-/H₂PO₄^-, SO₄^2-).

Composti azotati: urea, acido urico, creatinina. Sostanze nutritive: glucosio, amminoacidi, vitamine. Gas: O₂, CO₂. Lipidi: colesterolo, fosfolipidi, trigliceridi (che non possono stare liberi allo stato liquido nel plasma, perché si formerebbe un embolo di grasso, è ciò che accade in caso di ferita in cui penetri del grasso sottocutaneo; i grassi sono rivestiti da proteine idrosolubili).

Elettroforesi su gel

Mediante elettroforesi su gel, si valutano qualitativamente e quantitativamente le proteine presenti in un campione di plasma. Substrato: gel di Agarosio. Campione: piccola quantità di plasma. Alle estremità polo positivo (+) e polo negativo (-). Il substrato è in soluzione con pH=8 per aumentare le cariche negative delle proteine. Al passaggio di corrente, le proteine migrano verso il polo positivo (+). La mobilità elettroforetica dipende da carica, forma e grandezza delle particelle. L'altezza e la larghezza dei picchi corrispondono alla quantità proporzionale delle diverse proteine. L'ipoalbunemia, dovuta a diminuito assorbimento o gravi sindromi nefrosiche, causa edema: deposito dei liquidi negli spazi interstiziali con incapacità di riassorbimento.

Cellule

Globuli rossi

Sarebbero citoplasti (4,5 milioni-5,5 milioni per mm³ di sangue). Il numero varia da soggetto a soggetto e in base al sesso (sesso maschile ne ha di più). Hanno forma di lente biconcava, sottile al centro (1 micron), maggiore spessore alla periferia (2 micron), diametro 7/8 micron: è importante, è un parametro di riferimento delle cellule del sangue.

L'eritrocita maturo non contiene nucleo e i tipici organuli citoplasmatici. Il citoplasma è occupato dall’emoglobina che serve per trasporto di O₂ e CO₂. Sono prodotti nel midollo osseo, ogni giorno c’è un processo di distruzione dei globuli rossi invecchiati. Vita media di 120 giorni, vengono fagocitati dai macrofagi residenti della milza e nel fegato. L’emoglobina è scissa, il ferro è preso da una delle proteine plasmatiche e il tutto è riutilizzato; l’eme è incluso nella bilirubina, che viene eliminata con la bile.

La produzione è sotto il controllo ormonale: eritropoietina, prodotta a livello del rene, (EPO) es. gli atleti si sottopongono a somministrazioni di EPO.

Reticolociti

I reticolociti (0,3-0,7%) sono globuli rossi che stanno completando la loro maturazione, stanno eliminando il reticolo formato da acidi nucleici: il globulo rosso maturo non ha più bisogno di DNA che viene espulso. Se c’è una percentuale maggiore di reticolociti c’è bisogno di produrre più globuli rossi, o ne vengono distrutti pochi.

Emoglobina

Il contenuto del globulo rosso è costituito in prevalenza da emoglobina. Proteina tetramerica formata da 4 catene (globine). Ciascuna globina contiene un gruppo prostetico (eme) che lega il ferro, il quale è responsabile del legame per il trasporto dell’ossigeno. Si identificano 4 diverse catene polipeptidiche di globina (alfa, beta, gamma, delta).

• L’emoglobina fetale HbF è formata da alfa₂, gamma₂ (2%).
• Quella adulta HbA è alfa₂, beta₂ (96%) oppure alfa₂, delta₂ (2%).

L’emoglobina serve per il trasporto di ossigeno e anidride carbonica: l’O₂ nei polmoni entra nel globulo rosso nell’emoglobina e nei tessuti si distacca liberamente. La CO₂ passa attraverso la membrana basale dei tessuti, attraversa cellule endoteliali, penetra nel sangue. A contatto coi globuli rossi penetra, dove l’enzima anidrasi carbonica catalizza la reazione: CO₂ + H₂O → H₂CO₃, si forma acido carbonico che si dissocia in HCO₃^- e H⁺.

HCO₃^- può passare tramite canali ionici nel plasma sanguigno attraverso dei pori della membrana del globulo rosso. Lo ione carbonato (HCO₃^-) serve anche per il controllo del pH del sangue. In alternativa, la CO₂ può essere legata anche dall’emoglobina in minima parte, ma in gran parte è trasformata in acido carbonico e contribuisce all’omeostasi del pH del plasma sanguigno.

A livello alveolare succede il contrario; l’anidrasi carbonica prende l’acido carbonico, che è rientrato nel globulo rosso, si complessa con l’idrogeno H₂CO₃^- + H⁺ → CO₂ + H₂O, la CO₂ può attraversare la parete alveolare e quando è nell’alveolo è portato all’esterno con la respirazione.

Proteina della banda III

La proteina della banda III (90 kDa) è il trasportatore ionico. Lo ione carbonato (H₂CO₃-) passa nel poro in questa proteina. Suddetta proteina, insieme ad altre, è uno dei caposaldi delle strutture di membrana che partecipano al mantenimento del citoscheletro del globulo rosso. Quando l’eritrocita passa nei capillari, il lume ristretto, può modificare la propria forma e ripiegarsi. Quando esce dal capillare ritorna in maniera elastica alla forma di lente biconcava. Quello che permette al globulo rosso di modificare la forma è il citoscheletro che si trova al di sotto della membrana plasmatica.

La membrana del globulo rosso è stata studiata ampiamente: gli eritrociti hanno una proprietà di andare incontro a variazioni di forma a seconda della pressione osmotica in cui si trovano. In soluzione ipotonica, il solvente entra nel globulo rosso, l’eritrocita si ingrandisce e scoppia: perde il contenuto citoplasmatico e restano le membrane, definite fantasmi dei globuli rossi. Questi fantasmi sono separati per centrifugazione e ne sono stati studiati i componenti molecolari:

• Citoscheletro di microfilamenti di actina.
• Filamenti di spettrina (220-240 kDa) (perché si trova nei fantasmi).

Questi filamenti collegano i domini interni di proteine transmembranali, tra cui la proteina III.