IL SANGUE Tessuto liquido circolante all’interno dei vasi del sistema circolatorio. E’ classificato fra i connettivi anche se le sue caratteristiche sono uniche. Le funzioni principali del sangue sono: - Respiratoria: trasporto di O2 e CO2; - Nutritiva: trasporto di sostante nutritive assorbite; - Escretrice: attraverso reni, ghiandole sudoripare e polmoni; - Termoregolatrice: cedendo facilmente calore; - Mantenimento del tasso idrico; - Regolazione e coordinazione: mediante il trasporto di ormoni ed enzimi; - Difesa di tipo specifico e aspecifico. Il sangue contribuisce all'omeostasi ovvero al mantenimento di una costante funzionale nell'organismo. Il sistema circolatorio è l'insieme di arterie e vene che originano dal cuore e al cuore ritornano provvedendo alla circolazione del sangue in tutto l'organismo. Piccola circolazione (circolazione polmonare) Grande circolazione (circolazione sistemica) Il sangue è pompato dal cuore ai polmoni dove avviene la sua ossigenazione. Il sangue ricco in ossigeno ritorna al cuore dal quale è pompato al cervello e al resto del corpo fornendo ossigeno a tutte le cellule. Il sangue ritorna poi al cuore, dove il ciclo ricomincia. I vasi sanguigni dal cuore alla periferia Arteria muscolare Parete di un’arteria elastica Parete di un’arteria muscolare TONACA INTIMA Endotelio Subendotelio (tessuto connettivo) Lamina elastica interna (arterie) TONACA MEDIA Tessuto muscolare e elastico (più spessa nelle arterie) Lamina elastica esterna TONACA AVVENTIZIA Tessuto connettivo (può contenere i vasa vasorum) blood circulation - YouTube CAPILLARI CONTINUI Es. muscoli, pelle, tessuto connettivo. CAPILLARI FENESTRATI Es. rene, intestino. Lamina basale continua. Fenestrae CAPILLARI DISCONTINUI o SINUSOIDI Es. fegato, milza, midollo osseo. Diametro più ampio. COMPOSIZIONE DEL SANGUE Centrifugando il sangue contenuto in una provetta si ottiene la separazione del plasma dalla componente figurata. Gli eritrociti, più pesanti, si dispongono sul fondo della provetta, il plasma sulla porzione apicale, mentre i leucociti e le piastrine in un sottile strato all’interfaccia (buffy coat). Sangue Costituito da Elementi figurati Globuli rossi Globuli bianchi Piastrine Plasma Acqua Proteine Componenti organici Componenti inorganici 90% 7% 0,10% 0,90% Sangue di vertebrati non mammiferi: eritrociti di forma ovale con nucleo Uccelli Rettili Anfibi GLOBULI ROSSI o ERITROCITI 3-4 milioni/mm3 nelle donne 4-5 milioni/mm3 negli uomini Globuli rossi con la loro tipica forma a disco biconcavo. Questa forma altamente flessibile garantisce un’ampia superficie di assorbimento e rilascio di ossigeno e anidride carbonica e permette alle cellule di muoversi con facilità nei capillari più sottili. I globuli rossi contengono emoglobina che consente loro di trasportare l’ossigeno. L’emoglobina, la proteina che trasporta l’ossigeno nei globuli rossi, contiene due subunità α e due subunità β assemblate in una struttura quaternaria nella forma α2β2. L’emoglobina è quindi una proteina eterooligomerica. L’emoglobina forma un legame instabile e reversibile con l’ossigeno. Nel suo stato ossigenato prende il nome di ossiemoglobina ed ha un colore rosso brillante. Nello stato ridotto è chiamata deossiemoglobina ed è di colore porpora-blu. Gruppi sanguigni LEUCOCITI o GLOBULI BIANCHI microfagi Le cellule bianche del sangue, o leucociti, sono classificate in due gruppi principali: granulociti and agranulociti. I granulociti, che includono neutrofili, eosinofili e basofili, hanno granuli nel loro citoplasma ed hanno nucleo multilobato. Per tale ragione sono anche chiamati polimorfonucleati (“polys”). I nuclei dei neutrofili appaiono anche segmentati (“segs”). Gli agranulociti, che comprendono i linfociti e i monociti, hanno un nucleo non lobato. LEUCOCITI o GLOBULI BIANCHI 4500-10000/mm3 • Granulociti (o polimorfonucleati) - Neutrofili: 50 - 70% valore relativo (2500-7000 valore assoluto) - Eosinofili: 1 - 3% valore relativo (100-300 valore assoluto) -Basofili: 0.1% - 1% valore relativo (40-100 valore assoluto) • Agranulociti (o mononucleti) - Linfociti: 20 - 30% valore relativo (1700-3500 valore assoluto) - Monociti: 3 - 8% valore relativo (200-600 valore assoluto) I granulociti partecipano alla prima linea di difesa contro le infezioni: la risposta immunitaria innata. Questa consiste di fattori solubili, come le proteine del complemento e diverse componenti cellulari, includenti granulociti, macrofagi, mastociti, cellule dendritiche e natural killer. Neutrophil granulocytes, are the most abundant type of white blood cells. Their name arrives from staining characteristics on hematoxylin and eosin (H&E) histological preparations. Whereas basophilic cellular components stain dark blue and eosinophilic components stain bright red, neutrophilic components stain a neutral pink. These phagocytes are normally found in the blood stream. However, during the acute phase of inflammation, particularly as a result of bacterial infection, neutrophils leave the vasculature and migrate toward the site of inflammation in a process called chemotaxis. They are the predominant cells in pus, accounting for its whitish appearance. Neutrophils react within an hour of tissue injury and are the hallmark of acute inflammation. • Chemiotassi • Fagocitosi • Attività microbicida (per mezzo dei granuli che contengono idrolasi) A few small fuzzy blue platelets are seen. In the center of the field are a band neutrophil on the left and a segmented neutrophil on the right. Eosinophil granulocytes, commonly referred to as eosinophils (or less commonly as acidophils), are white blood cells of the immune system that are responsible for combating infection by parasites in vertebrate. They also control mechanisms associated with allergy and asthma. The red color stains small granules within the cellular cytoplasm, which contain many chemical mediators, such as histamine and proteins such as eosinophil peroxidase, RNAase, DNAase, lipase, plasminogen. • Infezioni da parassiti. • Reazioni allergiche (produzione di istamina). Basophils contain large cytoplasmic granules which obscure the cell nucleus under the microscope. However, when unstained, the nucleus is visible and it usually has 2 lobes. The mast cell, a cell in tissues, has many similar characteristics. For example, both cell types store histamine, a chemical that is secreted by the cells when stimulated in certain ways (histamine causes some of the symptoms of an allergic reaction). Like all circulating granulocytes, basophils can be recruited out of the blood into a tissue when needed. • Reazioni allergiche (granuli contenenti istamina). • Hanno recettori per le IgE When activated, basophils degranulate to release histamine, proteoglycans (e.g. heparin and chondroitin), and proteolytic enzymes (e.g. elastase and lysophospholipase). They also secrete lipid mediators like leukotrienes, and several cytokines. linfocita monocita neutrofilo neutrofilo basofilo eosinofilo Piastrine Platelets are formed in the red bone marrow, lungs, and spleen by fragmentation of very large cells known as megakaryocytes Clotting is the body's normal response to a bleeding injury. To control bleeding from vessels larger than capillaries a clot must form at the injury site. Platelets, one of the three main cellular components of human blood, serve as the body's first line of defense to prevent blood loss. When an injury such as a cut occurs, platelets become activated platelets. They change their shape, become sticky and build up on a blood vessel wall to form a plug. Platelets are also involved in the secretion of chemical platelet factors into the blood plasma. In a complex series of reactions fibrinogen is converted into fibrin, an insoluble protein that forms an intricate network of tiny threads called fibrils. Blood cells and plasma are tangled in the network of fibrils to form the clot. EMOPOIESI • L’emopoiesi è l’insieme dei processi attraverso i quali vengono prodotti gli elementi figurati del sangue. 1. Eritropoiesi • Precursori eritroidi -> globuli rossi 2. Granulocitopoiesi • Precursori granulocitari (o mieloidi) -> globuli bianchi 3. Linfocitopoiesi • Precursori linfoidi -> linfociti 4. Trombocitopoiesi • Precursori megacariocitari -> megacariociti -> piastrine Emopoiesi osteociti osteoblasti megacariociti Precursori delle altre cellule sanguigne Trabecola ossea Differenziamento delle cellule staminali degli elementi figurati del sangue. EMOPOIESI (Hematopoiesis) Nell’uomo il processo ha inizio nelle prime settimane di sviluppo embrionale nel sacco vitellino (yolk sac). Con il terzo mese di gestazione, le cellule staminali ematopoietiche migrano nel fegato (liver) fetale e poi nella milza (spleen). Tra il 3° e il 7° mese di gestazione questi organi giocano un ruolo primario nel processo di ematopoiesi. Successivamente il midollo osseo (bone marrow) diventa il principale sito di ematopoiesi. MIDOLLO OSSEO (bone marrow) L’ematopoiesi avviene nel midollo osseo che è localizzato negli spazi all’interno delle ossa, e rimane attivo in particolare in corrispondenza delle ossa piatte. Il midollo osseo consiste di cellule staminali ematopoietiche, di cellule reticolari e di cellule adipose. Il midollo osseo si trova nella cavità midollare ossa delle ossa lunghe e tra le trabecole delle spugnose. Ha una consistenza gelatinosa, è altamente vascolarizzato ed è separato dal tessuto osseo dall’endostio. MIDOLLO ROSSO (attivo, sede dell’emopoiesi, avente abbondanti cellule). MIDOLLO GIALLO (poco attivo, ricco di adipociti, ma povero di cellule emopoietiche). Eritropoiesi This composite image shows the different stages of erythropoiesis. The proerythroblast is slightly smaller than the blast cell and appears more basophilic. It loses its nucleolus and becomes a basophilic erythroblast, which is much smaller than the original blast and has an intensely basophilic cytoplasm due to the accumulation of ribosomes. The basophilic erythroblast develops into a polychromatic erythroblast. This cell has a gray-green cytoplasm that results from the accumulation of hemoglobin. In an orthochromatic erythroblast, the nucleus has shrunk and become darker and the growing concentration of hemoglobin turns the cytoplasm pink. Finally, the nucleus is extruded via an asymmetric division of the cytoplasm, resulting in the formation of a reticulocyte. This cell is characterized by a bluish hue due to ribosomes remaining in its cytoplasm. Eventually, the loss of all organelles results in the transition from reticulocyte to mature erythrocyte. Trombocitopoiesi 40-100 µm Nucleo unico plurilobato I MEGACARIOCITI si dispongono vicino ai sinusoidi ed inviano al loro interno dei prolungamenti citoplasmatici. Si frammentano in seguito ad invaginazioni del plasmalemma, i canali di demarcazione, e danno origine a gruppi di propiastrine che appena rilasciate si risolvono in singole piastrine. Granulocitopoiesi EMOCATERESI Siti di eliminazione dei globuli rossi: la milza e il fegato MILZA (spleen) Funzione ematopoietica (feto) Riserva di sangue Funzione emocateretica Funzione immunitaria La milza, insieme al fegato, rimuove i globuli rossi danneggiati o invecchiati dalla circolazione sanguigna. Un eritrocita perde la sua capacità di legare l’ossigeno dopo circa 15-16 settimane. Le cellule invecchiate vengono trattenute e distrutte dalla milza. L’emoglobina viene degradata e utilizzata per fare la bile, mentre il ferro viene riciclato per fare nuova emoglobina La milza è avvolta da una capsula di connettivo che si estende all’interno a formare trabecole e a dividere l’organo in lobuli. La milza consiste di due tipi di tessuto, chiamati polpa bianca e polpa rossa. La polpa bianca è composta da tessuto linfatico consistente principalmente di linfociti attorno ad arteriole. La polpa rossa consiste di seni venosi pieni di sangue e cordoni di cellule linfatiche, come linfociti e macrofagi. ARTERIA SPLENICA ARTERIE TRABECOLARI ARTERIE CENTRALI Circolazione chiusa ARTERIOLE PENICILLARI CAPILLARI Circolazione aperta 1. 2. Emocateresi. Produzione di risposte immunologiche contro antigeni veicolati dal sangue. Distribuzione dei linfociti T e B nella polpa bianca Organi linfoidi primari Sono gli organi in cui maturano i linfociti: 1) Timo 2) Borsa di Fabrizio negli uccelli 3) Midollo osseo Il ciclo cellulare dei linfociti T e B prevede le seguenti fasi: 1. 2. 3. Maturazione antigene indipendente (nel timo o nel midollo) con esposizione di Ig o TCR e delezione clonale. Migrazione negli organi linfoidi periferici (linfonodi, placche di Peyer, follicoli solitari, milza). Contatto con l’antigene, espansione clonale e innesco della risposta effettrice. TIMO (Thymus) Il timo è un organo bilobato localizzato nella cavità toracica appena sotto al collo. L’asportazione del timo alla nascita provoca gravi effetti non evidenziabili nell’adulto. Il timo si sviluppa dall’endoderma e subisce una progressiva involuzione fino a diventare pressoché inattivo nell’adulto. Nel timo le cellule linfoidi subiscono un processo di maturazione ed educazione prima di essere rilasciate nel circolo sanguigno. Questo processo porta alla formazione dei linfociti T helper e T citotossici e allo sviluppo della self tolleranza (capacità di distinguere il self dal non self). Le cellule in via di maturazione nel timo che reagiscono con gli MHC (major histocompatibility complex) vengono eliminate e fagocitate dai macrofagi. Le cellule T che tollerano gli MHC imparano a cooperare con le cellule che esprimono le molecole di MHC, portano a termine la loro maturazione e possono lasciare il timo. Il risultato è che i linfociti che sopravvivono, non solo tollerano gli MHC dell’organismo, ma sanno collaborare con le altre cellule quando è necessario. Quando i linfociti perdono la loro capacità di distinguere il self dal non self si può avere lo sviluppo di alcune malattie autoimmuni, quali la sclerosi multipla o il lupus eritematoso sistemico. Come è organizzato il timo Lobulo timico Parte corticale, Ricca di linfociti immaturi Parte midollare: Linfociti immunocompetenti Zona midollare Corpuscolo di Hassal ORGANI LINFOIDI SECONDARI Adenoidi, tonsille, linfonodi, placche di Peyer, appendice. milza, MILZA (Spleen) Oltre ad essere il principale sito di distruzione dei globuli rossi invecchiati, ha funzione immunitaria. Manicotti di linfociti vanno a circondare le arteriole della milza (guaina linfoide periarteriolare, periarteriolar lymphoid sheath, PALS) e a costituire la polpa bianca. L’interfaccia tra le guaine linfoidi e il sangue è una regione di intensa attività fagocitaria e pone le basi per una risposta immunitaria. La reattività immunitaria della milza è particolarmente efficace contro antigeni o batteri che raggiungono il circolo sanguigno. LINFONODI 1. “Filtrazione “della linfa ed intervento dei macrofagi. 2. Aggregazione, attivazione e proliferazione dei linfociti T e B che contattano antigeni contenuti nella linfa. CORTICALE PARACORTICALE MIDOLLARE IL SISTEMA LINFATICO Dal circolo sanguigno si hanno continue fuoriuscite di liquido. Questo liquido è importante perché consente gli scambi nutritivi e accoglie i prodotti di scarto che vengono riportati nel flusso sanguigno. La linfa fuoriuscita viene raccolta dai vasi linfatici e riportata nel sangue attraverso vasi che si trovano a livello della base del collo. CAPILLARI SANGUIGNI E LINFATICI A livello del letto capillare ci sono scambi di gas e liquidi Non tutto il liquido che esce rientra nei capillari sanguigni Capillari linfatici evitano l’accumulo di liquido interstiziale Il sistema linfatico La linfa si muove grazie al movimento dei muscoli e alla respirazione. Capillari linfatici Fluido entra nel capillare Valvola chiusa impedisce riflusso Linfa Valvola aperta Flusso linfatico Cellule epiteliali sovrapponenti Sono più permeabili dei capillari sanguigni. L’epitelio funziona come una valvola a senso unico. Nel loro percorso i vasi linfatici attraversano i linfonodi The node is covered thickly with the fibrous capsule and is subdivided into different compartments by inward pointing trabeculae. As with many organs, the lymph node has two basic parts, the cortex and the medulla. The cortex is populated mainly with lymphocytes (follicles). The germinal centers are the primary resting place for B cell lymphocytes (the cells responsible for production of circulating antibodies). White blood cells are not produced in the lymph nodes initially, only stored there. The rest of the cortex contains T lymphocytes. 1. IMMUNITA’ INNATA o NATURALE • Rapida • Aspecifica 2. IMMUNITA’ ACQUISITA o ADATTATIVA • Lenta • Specifica Come gli elementi del sangue difendono l’organismo. IMMUNITA’ INNATA o NATURALE: la risposta più semplice. ... e quella più organizzata: IMMUNITA’ ADATTATIVA o ACQUISITA Come sono localizzate le linee della difesa organizzata Le cellule e le molecole coinvolte nella difesa Immunità umorale e immunità cellulo-mediata MHC: complesso maggiore di istocompatibilità Linfociti T killer (citotossici) Tutte le cellule Il sistema MHC Linfociti T helper Cellule APC come macrofagi e linfociti B Antigen Processing When the macrophage eats bacteria, proteins (antigens) from the bacteria are broken down into short peptide chains and those peptides are then "displayed" on the macrophage surface attached to special molecules called MHC II. Bacterial peptides are similarly processed and displayed on MHC II molecules on the surface of B lymphocytes. When a T lymphocyte "sees" the same peptide on the macrophage and on the B cell, the T helper cell stimulates the B cell to turn on antibody production. Helper T Cell Stimulating B Cell Risposta immunitaria a un microorganismo Risposta immunitaria a un’infezione virale IgE is normally present in only trace amounts, but it is responsible for the symptoms of allergy. IgA--a doublet--guards the entrance to the body. It concentrates in body fluids such as tears, saliva, and secretions of the respiratory and gastrointestinal tracts. IgM usually combines in star-shaped clusters. It tends to remain in the bloodstream, where it is very effective in killing bacteria. IgG Immunoglobulins are composed of four polypeptide chains: two "light" chains (lambda or kappa), and two "heavy" chains (alpha, delta, gamma, epsilon or mu). The The immune system has the capacity to recognize and type of heavy chain respond to about 107 different antigens. This extreme diversity can be generated in at least three possible ways: determines the 1.Multiple genes in the germ line DNA. immunoglobulin 2.Variable recombination during the differentiation of isotype germ line cells into B-cells. 3.Mutation during the differentiation of germ line cells into B-cells THE COMPLEMENT The COMPLEMENT (C) is known to contribute to host defences. It can opsonize bacteria for enhanced phagocytosis; it can recruit and activate various cells including macrophages, it can participate in regulation of antibody responses and it can aid in the clearance of immune complexes and apoptotic cells. Complement can also have detrimental effects for the host; it contributes to inflammation and tissue damage and it can trigger anaphylaxis. Complement is actually composed of over 20 different serum proteins that are produced by a variety of cells including, hepatocytes, macrophages and gut epithelial cells. Some complement proteins bind to immunoglobulins or to membrane components of cells. Others are pro-enzymes that - when activated cleave one or more other complement proteins. Upon cleavage some of the complement proteins yield fragments that activate cells, increase vascular permeability or opsonize bacteria Classification of Connective Tissue