Biologia13_Sangue_Ematopoiesi

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Laurea Triennale in Ottica e Optometria
CORSO DI BIOLOGIA
Dr. Stefania Bortoluzzi
40 ore di lezione frontale
16 ore di esercitazione
Lunedi’ e giovedi’, 11:30-13:00
Aula di Ottica Via Tiepolo, 85 Piano terra
CORSO DI BIOLOGIA - Programma
1. Nozioni introduttive
6. Introduzione all'istologia
2. Struttura e funzione della cellula
7.
3. Le membrane cellulari, il trasporto
Tessuti epiteliali: caratteri
generali e classificazione
transmembrana
4. Divisione cellulare (Mitosi e ciclo
8.
cellulare, Meiosi)
5. Basi molecolari dell’informazione
Tessuti connettivi: caratteri
generali e classificazione
9. Sangue e ematopoiesi
ereditaria
10.
Tessuto nervoso
11. Tessuto muscolare
IL SANGUE E
L’EMATOPOIESI
SANGUE
Tessuto connettivo caratterizzato da una
sostanza fondamentale fluida, racchiuso in un
sistema di canali comunicanti (vasi arteriosi e
venosi).
Alberts et al.,“Molecular Biology of the
Cell”. Garland Science
SANGUE - Funzioni
Distribuzione delle sostanze nutritive.
Trasporto dei gas disciolti.
Trasporto dei prodotti del catabolismo.
Trasporto di enzimi e ormoni a specifici tessutibersaglio.
Controllo del pH e della composizione elettrolitica
dei liquidi interstiziali.
Riduzione della perdita di liquidi attraverso lesioni
di vasi e di altri tessuti.
Difesa dell'organismo dalle tossine e dai patogeni.
Regolazione della temperatura corporea.
SANGUE - Componenti
Sadava et al.,“Biologia”, 3E
Edizioni Zanichelli
ERITROCITI
Gli eritrociti presentano una forma a disco biconcavo
con uno spessore di 2 mm in periferia e 1 mm al centro.
Questo aumenta la superficie e quindi l'efficienza dello
scambio di gas fra citoplasma e circolo ematico.
Uomo: 5 milioni/mm3
Donna: 4.5 milioni/mm3
Diametro medio: 7.5 mm
Alberts et al.,“Molecular Biology of the Cell”.
Garland Science
ERITROPOIESI
• Durante
il
differenziamento
(eritropoiesi)
gli
eritroblasti subiscono la perdita del nucleo e di tutti
gli organuli.
• Gli eritrociti immaturi immessi in circolo sono detti
reticolociti e conservano per alcune ore ribosomi e
mRNA con i quali continuano a sintetizzare
emoglobina.
• Mancando di tutti i dispositivi di sintesi i globuli rossi
perdono progressivamente la loro efficienza, si
trasformano in sferociti e vengono rimossi dopo circa
120 giorni.
ERITROPOIESI
ERITROCITI
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Costituiti per il 65% da acqua e per il 33% da proteine.
L'emoglobina rappresenta il 95% delle proteine.
Ricavano energia mediante glicolisi.
Contengono l'anidrasi carbonica che catalizza la formazione di
acido carbonico a partire da CO2 e acqua. Lo ione HCO3- che si
forma tampona il pH del sangue e contribuisce al trasporto
della CO2.
ERITROCITI
Il citoscheletro legato alle membrane degli eritrociti mantiene la
forma discoidale biconcava e protegge il plasmalemma dagli
stress meccanici che subisce mentre attraversa vasi sanguigni
ristretti e valvole cardiache.
L'insieme di questi complessi sovramolecolari determina forma,
l'elasticità e la flessibilità della membrana eritrociataria.
ERITROCITI
GLOBULI BIANCHI O LEUCOCITI
I leucociti sono cellule bianche del sangue
con funzione di difesa. Vengono divise in due
categorie principali:
Granulociti (presentano
voluminose inclusioni
citoplasmatiche)
Neutrofili
Eosinofili
Basofili
Linfociti
20-25%
Agranulociti
Monociti
Linfociti
Monociti 3-8%
Basofili <1%
Eosinofili 2-4%
Neutrofili
60-70%
Globuli bianchi o leucociti
Sono tutti dotati di capacità di
movimento ameboide. Attirati
da specifici stimoli chimici
(chemiotassi), possono uscire
dal circolo ematico (diapedesi)
per portarsi nel connettivo.
Durante la diapedesi l'aderenza
tra le cellule endoteliali viene
temporaneamente persa.
Alberts et al.,“Molecular
Biology of the Cell”.
Garland Science
GRANULOCITI
Sono cellule differenziate (non si possono più
dividere).
Presentano un nucleo multilobato e numerosi
granuli di varia natura.
Gr. Neutrofili
Maggior
parte
dei
leucociti.
Diametro 8/9 mm. Vita breve.
Hanno il compito di fagocitare e
eliminare microorganismi invasori.
Sono estremamente mobili.
Mostrano un nucleo multilobato con
lobi collegati tra loro da filamenti di
cromatica. I lobi aumentano con
l'età della cellula.
Granuli azzorrofili (primari): sono dei tipici
lisosomi primari.
Granuli specifici (secondari): contengono enzimi
e sostanze farmacologiche necessarie alla loro
funzione antimicrobica.
Granuli terziari: contengono gelatinasi e
catepsine che mediano il processo di
penetrazione nel connettivo e glicoproteine che
mediano l'adesione cellulare e i processi di
fagocitosi.
GR. Eosinofili
Meno del 4% dei leucociti. Forma
rotonda e diametro 9/11 mm. Nucleo
bilobato. Rimangono in circolo 6-10 ore e
poi migrano nel connettivo dopo possono
sopravvivere 8-12 giorni.
Contengono granuli azzurrofili
(lisosomi) e granuli specifici,
relativamente grandi che si
colorano con l'eosina (granuli
acidofili). Contengono enzimi
idrolitici.
Gli eosinofili eliminano i complessi antigene-anticorpo e
partecipano alla reazione antiparassitaria.
Basofili
Meno dell'1% dei leucociti. Diametro 7/8
mm. Nucleo bilobato o a forma di S
generalmente mascherato dalla basofilia
del citoplasma.
http://www.anatomy.univ
r.it/giuseppe/didattica
Contengono granuli azzurrofili
(lisosomi) e granuli specifici, che
contengono eparina, istamina,
fattori chemiotattici per eosinofili e
neutrofili.
Rilasciano eparina (funzione
anticoagulante)
ed
istamina
(vasodilatatore che aumenta la
permeabilità dei capillari).
AGRANULOCITI
I linfociti possono dividersi per mitosi.
I monociti differenziano a macrofagi.
Monociti
Sono le cellule più grandi presenti nel sangue (diametro 12-15
mm). Il nucleo grande, a forma di rene.
Permangono in circolo solo pochi giorni prima di migrare nel
connettivo dove si differenziano in macrofagi.
I macrofagi fagocitano e distruggono sia cellule morte o
danneggiate sia antigeni e materiale estraneo corpuscolato.
Linfociti
•
•
•
Leggermente più grandi degli
eritrociti (diametro 8-10 mm).
Nucleo grande e ricco di
eterocromatina.
Sono
cellule
non
terminalmente differenziate e
in grado di trasformarsi in
linfoblasti e di assumere
nuove funzioni in seguito
all'interazione con l'antigene.
3 categorie di linfociti:
Linfociti B
Linfociti T
Linfociti NK
Linfociti
Linfociti B
Attivati dall'interazione con l'antigene si
trasformano in plasmacellule (cellule effettrici)
che producono anticorpi. Alcuni si differenziano in
cellule della memoria, pronte a dividersi e a
rispondere quando si ripresenta lo stesso antigene.
Linfociti T
T-helper che collaborano con i linfociti B nella risposta umorale
(produzione di anticorpi) mediante la produzione di molecole
segnale dette citochine.
T-citotossici invece producono sostanze che uccidono cellule
infette da virus o cellule estranee (rigetto del trapianto).
T-soppressori o regolatori riducono o bloccano la risposta
immunitaria dei linfociti B e T contro un determinato antigene.
Linfociti NK
Sono in grado di uccidere cellule estranee o trasformate senza
l'intervento delle cellule T.
PIASTRINE
Piccoli elementi a forma discoidale (2-4 µm) del
sangue periferico (200.000-400.000 piastrine/mm3).
Sono privi di materiale nucleare. Vita media di 8-10
giorni.
Sono prodotte nel midollo osseo per frammentazione
di grandi elementi cellulari detti megacariociti.
Piastrine
• Contatto con il collagene esposto dalla lesione
• attivazione delle piastrine
• adesione alla parete vascolare danneggiata
(adesione e aggregazione piastrinica)
Sadava et al.,“Biologia”, 3E
Edizioni Zanichelli
I granuli contengono e rilasciano:
Fibrinogeno, fattori di crescita e fattori della coagulazione che
facilitano la riparazione dei vasi e la coagulazione del sangue.
Calcio, ADP, ATP, serotonina che facilitano l'aggregazione
piastrinica e la vasocostrizione.
Enzimi idrolitici per la dissoluzione del coagulo.
Piastrine
EMATOPOIESI
Nell'adulto l'ematopoiesi, cioè la formazione delle cellule del
sangue, avviene nel midollo osseo rosso che si trova nelle
cavità del tessuto osseo spugnoso. Il midollo è separato
dall'osso dall'endostio.
Invece, durante lo sviluppo fetale ed embrionale, tale attività è
presenta anche nel sacco vitellino, nel fegato e nel timo.
EMATOPOIESI
Celllula
staminale
ematopoietica
Linea
linfoide
Linea
mieloide
EMATOPOIESI
IL SISTEMA VASCOLARE
Il sangue circola nel corpo attraverso un sistema di
vasi costituito da arterie, capillari e vene.
Le arterie sono i vasi che trasportano il sangue dal
cuore verso la periferia. Si ramificano in vasi di
calibro sempre minore e irrorano tutti i distretti del
corpo.
I capillari formano la rete capillare, costituita da
vasi a parete sottile attraverso i quali si realizza lo
scambio, tra i tessuti ed il sangue, di gas,
sostanze nutrienti, ormoni.
Le vene drenano il sangue dai tessuti formando
vasi di calibro sempre maggiore man mano che si
portano al cuore.
Organi cavi vascolari
Gli organi cavi vascolari sono costituiti
da tre strati concentrici:
•La tonaca intima è costituita da
endotelio
(epitelio
pavimentoso
semplice) al quale segue un sottile
strato di connettivo.
•La tonaca media, normalmente lo
strato più spesso delle pareti dei vasi,
è costituita da strati di muscolatura
liscia. Tra le cellule muscolari si
trovano fibre elastiche.
•La tonaca avventizia costituisce lo
strato più esterno e si fonde con il
tessuto connettivo circostante.
Arterie Le arterie sono i vasi sanguigni che trasportano il
sangue lontano dal cuore. Si dividono in arterie di tipo
elastico (arterie di conduzione), muscolare (arterie di
distribuzione) e arteriole.
Nelle arterie di tipo elastico strati concentrici di membrane elastiche occupano la
maggior parte della tonaca media.
Arterie
Nelle arterie di tipo muscolare è presente una spessa tonaca media
composta prevalentemente da cellule muscolari lisce.
Arterie
Le arteriole hanno una tonaca
media formata da pochi strati di
cellule muscolari lisce e sparse
fibre reticolari ed elastiche.
Capillari I capillari prendono origine dalle estremità terminali
delle arteriole e, ramificandosi, formano una rete che
si trova interposta tra arteriole e venule.
Si possono suddividere in capillari continui, fenestrati e
sinusoidi.
Alberts et al.,“Molecular
Biology of the Cell”.
Garland Science
Capillari
Alberts et al.,“Molecular
Biology of the Cell”.
Garland Science
• Strato di cellule appiattite e disposte
a formare un tubo (diametro 8-10 mm)
che permette il passaggio delle
cellule del sangue.
• Cellule chiamate periciti, si trovano
all'esterno delle cellule endoteliali e le
circondano
con
prolungamenti
citoplasmatici. In caso di traumi si
possono differenziare in cellule
muscolari lisce o cellule endoteliali.
Alberts et al.,“Molecular
Biology of the Cell”. Garland
Science
Capillari
I capillari continui non presentano
interruzioni. Si trovano nel tessuto nervoso,
connettivo e nei muscoli. Sono presenti
giunzioni di tipo occludente che non
permettono il trasporto di molte molecole.
Le sostanze passano attraverso trasporto
mediato da proteine carrier.
I capillari fenestrati presentano pori o
finestre dotate di un diaframma, costituito
da fibrille che si dipartono da una zona
centrale e formano dei canalicoli con una
apertura di 5.5 nm. Si trovano nel pancreas,
nell'intestino e nelle ghiandole endocrine.
I capillari sinusoidi contengono cellule
endoteliali discontinue, una membrana
basale e larghe fenestrazioni senza
diaframma, facilitando gli scambi fra sangue
e tessuto. Si trovano nel fegato, milza,
organi linfoidi e alcune ghiandole endocrine.
Vene Le vene sono i vasi sanguigni che riportano il sangue al
cuore. Si dividono in tre gruppi sulla base del diametro e
dello spessore delle pareti: piccole, medie e grosse.
Le grosse vene raccolgono il sangue venoso proveniente dalle estremità, dalla testa,
dal fegato e dalla superficie corporea. La componente elastica e muscolare è
presente in minor quantità e la tonaca media è sempre inferiore rispetto alle arterie.
Vene
Le vene medie drenano i tessuti. Talvolta
l'endotelio è delimitato da una rete di
fibre elastiche.
Endoteli
• Gli endoteli
costituiscono un
epitelio pavimentoso
semplice di origine
mesenchimale.
• Gli endoteli sono
composti da cellule a
contatto con il sangue,
che formano la parete
dei capillari e lo strato
più interno delle arterie
e delle vene.