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Sangue anatomia composizione e funzione
Il sangue è un tessuto connettivo che ha la particolarità di essere fluido.
Il sangue ha diverse funzioni:
- distribuire ossigeno nutrienti ai tessuti
- recuperare sostanze di rifiuto, CO2
- trasportare ormoni
- trasportare enzimi
- proteggere da agenti patogeni
- riparare i danni tissutali
- regolare e stabilizzare pH e presenza di elettroliti (diversi ioni come sodio, potassio, calcio, cloruro, bicarbonato, magnesio).
Il sangue si compone di 2 fasi riconoscibili tramite il processo di centrifugazione (effettuato in laboratorio):
- fase liquida (giallastra):il plasma
- fase corpuscolata o fase cellulare (precipita, forma un precipitato rosso visibile sul fondo della provetta): porzione cellulare o corpuscolata.
Per ematocrito (visibile spesso sulle analisi del sangue) si riferisce al valore in percentuale di porzione cellulare rispetto la porzione plasmatica.
La percentuale di ematocrito, in casi di analisi senza problemi, va da 42 a 46 %. Il 99% di questa percentuale è rappresentata dagli eritrociti.
Il plasma, la fase liquida del sangue
Il plasma è composto soprattutto di acqua, solvente in cui sono disciolte varie sostanze: ad esempio sali o ioni (sodio, potassio, calcio, magnesio, cloruro, bicarbonato).
Gli ioni hanno funzioni fondamentali:
- regolano il pH,
- bilanciano la pressione osmotica
- e soprattutto, regolano i potenziali di membrana
(in particolare il sodio, il potassio, calcio e cloruro)
L’altra componente importante del plasma è rappresentata dalle proteine plasmatiche.
Le proteine plasmatiche sono prodotte dal fegato, a livello del plasma troviamo soprattutto:
- albumina
- fibrinogeno
- immunoglobuline
L’albumina è la proteina plasmatica trasportatrice aspecifica di molecole lipofile (che non amano l’ambiente acquoso del plasma). L’albumina lega ormoni lipofili, farmaci lipofili. Nel plasma esistono anche trasportatori specifici, in percentuale minore (transferrina,proteina plasmatica che trasporta il ferro)
Il fibrinogeno è la proteina coinvolta nel processo di emostasi, ovvero coagulazione. In caso di lacerazione dei vasi sanguigni il fibrinogeno viene convertito in fibrina (la conversione avviene grazie alla proteina trombina).
Le immunoglobuline, sono le proteine coinvolte nella risposta immunitarie, ad esempio gli anticorpi.
Esistono molti tipi di immunoglobuline, IGA IGG IGM IGE sono le più rappresentative.
IGA e IGG sono immunoglobuline prodotte in caso di attacchi virali.
IGM sono immunoglobuline prodotte in caso di attacchi da parte di batteri
IGE sono immunoglobuline prodotte in caso di risposte allergiche.
La porzione cellulare del sangue
La porzione cellulare è formata da 3 grandi classi di cellule:
- eritrociti (globuli rossi), sono circa 4/6 milioni per ml.
- leucociti (globuli bianchi), sono circa 4/10 mila per ml.
- trombociti (piastrine), sono circa 150/400 mila per ml.
Il numero di leucociti è più variabile rispetto alle altre cellule del sangue, in caso di necessità il loro numero aumenta maggiormente. Al contrario, eritrociti e piastrine hanno una maggiore stabilità numerica (in condizioni fisiologiche).
Gli eritrociti trasportano l’ossigeno e l’anidride carbonica.
I leucociti hanno il compito di difesa da attacchi da parte di cellule estranee che fagocitano, producono anticorpi e intervengono in caso di risposta allergica.
Le piastrine intervengono in caso di rottura dei vasi sanguigni e di necessità di coagulazione.
Cellule del sangue nel dettaglio
Gli eritrociti sono le cellule più numerose del sangue.
Gli eritrociti hanno una forma particolare definita biconcava. La loro forma è necessaria al trasporto dell’ossigeno e della anidride carbonica e per adattarsi ai diversi calibri dei vasi sanguigni. Nel caso di vasi di grande calibro gli eritrociti mantengono la forma biconcava, nel caso di vasi di piccolo calibro (es. capillari) gli eritrociti si deformano allungandosi. I globuli rossi, grazie alla forma biconcava, si impilano l’uno sull’altro allungandosi. Grazie al cambiamento di forma, gli eritrociti, arrivano fino alle periferie più estreme (ad esempio i capillari delle falangi delle dita che sono i vasi più sottili del nostro corpo).
A livello dei capillari avvengono gli scambi con le cellule dei tessuti.
Gli eritrociti dei capillari arteriosi
- rilasciano l’ossigeno nelle cellule
- ritirano l’anidride carbonica dalle cellule
- carichi anidride carbonica entrano nei capillari venosi e tornano verso il cuore.
Ciclo vitale degli eritrociti. A cosa è dovuta la forma biconcava degli eritrociti?
Come detto, gli eritrociti si sviluppano a livello del midollo osseo. Le cellule si sviluppano e si differenziano, a maturazione perdono gran parte dei loro organelli tra cui il nucleo. Il nucleo viene degradato e viene sostituito dall’emoglobina (complesso proteico, che studierai in modo approfondito in biochimica). Il gruppo eme dell’emoglobina è in grado di legare ossigeno e anidride carbonica, pertanto permette al globulo rosso di effettuare la sua funzione di scambio gassoso.
L’eritrocita ha vita breve per la mancanza del nucleo, il globulo rosso vive circa 120 giorni. Terminato il suo ciclo vitale viene fagocitato a livello della milza, vengono riciclati gli atomi di ferro che saranno portati a livello del fegato e depositati sotto forma di ferritina.
L’emopoiesi è il processo con cui vengono generati dei nuovi eritrociti, negli individui adulti avviene livello del midollo osseo rosso sotto il controllo dell’ormone eritropoietina (EPO).
L’eritropoietina viene usata anche come doping da ciclisti. Questo ormone viene prodotto nei reni, in parte nel fegato e in minima quantità anche nel cervello. Un’assunzione eccessiva di questo ormone provoca un aumento fuori misura di globuli rossi che aumenta il trasporto dell’ossigeno. Il ciclista effettua uno sport di resistenza in cui il trasporto di ossigeno ai tessuti è essenziale.
Il gruppo sanguigno Sistema AB0
La definizione del gruppo sanguigno è dovuta alla presenza di antigeni di superficie trasmessi in modo ereditario.
Esistono 4 possibilità:
- presenza di antigene di tipo A (eredità di antigene A sia da madre che da padre)
- presenza di antigene di tipo B (eredità di antigene B sia da madre che da padre)
- copresenza di antigene A B (eredità di antigene A da un genitore e antigene B dall’altro genitore)
- tipo 0: nessun antigene presente
In caso di necessità di trasfusione è fondamentale conoscere il gruppo sanguigno. Il nostro organismo lotta contro tutto ciò che è estraneo. Nel caso un individuo con antigene A, riceva sangue di tipo B, il sangue B verrà distrutto dagli anticorpi portando alla morte del soggetto. Stessa conclusione si ha se un individuo con sangue B riceve sangue da A.
Il soggetto di tipo AB – possiede entrambi gli antigeni – non sviluppa nessun anticorpo, viene definito ricevente universale.
Il soggetto di tipo 0, non avendo ne l’antigene A ne l’antigene B, in caso di donazioni A/B/AB svilupperebbe entrambi gli anticorpi. In caso di trasfusione è il soggetto più a rischio, mentre è colui che può donare universalmente. E’ il tipo di sangue più richiesto nei centri trasfusionali.
Sistema RH
Il fattore RH è l’altra caratteristica che contribuisce alla definizione del gruppo sanguigno. Se presente si parla di gruppi sanguigni positivi, se assente di gruppi negativi. Esiste il gruppo sanguigno A+, A- e così via.
Il fattore RH va conosciuto per una funzionale trasfusione del sangue e anche in caso di gravidanza.
In caso di gravidanza, può capitare che il bambino erediti il gruppo RH positivo dal papà, ma la mamma sia RH negativa.
Quando il sangue del bambino e il sangue della mamma entrano in contatto, la mamma inizia a sviluppare anticorpo anti RH. La creazione di anticorpi anti RH è fondamentale in caso di seconda gravidanza. La mamma produrrà anticorpi che andranno ad attaccare il feto causando un aborto. Il secondo parto , per tale motivo, deve avvenire in maniera controllata e con somministrazione di farmaci per contrastare l’azione degli anticorpi sviluppati dalla mamma.
Trombociti (piastrine)
Le piastrine (come gli eritrociti) hanno una vita media molto ridotta. Originano nel midollo osseo da una cellula staminale (promegacariocita) che sviluppata prende il nome di megacariocita. Il megacariocita è una cellula polinucleata che, nel processo di crescita, sfalda il proprio citoplasma dando origine alle piastrine. Le piastrine non sono vere e proprie cellule, ma sono parti del citoplasma del megacariocita.
La vita media dei trombociti è di 10- 12 gg, terminate le loro risorse energetiche, vengono distrutti per fagocitosi a livello di milza e di polmoni.
Il diametro delle piastrine è di circa 2-3 µm. La presenza di trombociti nel sangue è pari a circa 0.2-0.3 milioni di piastrine per mm3
Funzione emostatica delle piastrine
La funzione emostatica dei trombociti (emostasi) si suddivide in due fasi:
- Creazione del coagulo piastrinico primario per limitare la perdita di sangue
In primo luogo, le piastrine vengono richiamate nel punto della lesione, interrompono la perdita di sangue formando un coagulo (tappo piastrinico primario). Il coagulo è essenziale a tamponare la perdita di sangue, ma la sua struttura è instabile. - Liberazione dei fattori di coagulazione per trasformare il coagulo primario in coagulo secondario.
Il coagulo primario (o tappo piastrinico) viene stabilizzato da fattori di coagulazione.
I fattori della coagulazione sono liberati dagli stessi trombociti. In questa fase entrano in gioco il fibrinogeno e la trombina. L’enzima trombina trasforma il fibrinogeno in fibrina. La fibrina forma una struttura reticolare che intrappola gli eritrociti e stabilizza il tappo piastrinico (coagulo secondario).
Il coagulo secondario è stabile e rimarrà in posizione fino al termine della riparazione del vaso sanguigno.
Una volta che il vaso sanguigno è riparato viene prodotto un neurotrasmettitore (ossido nitrico) in grado di segnalare la necessità di rimozione del coagulo piastrinico.
Esistono due patologie che interessano i trombociti:
- Trombocitopenia: l’individuo ha un numero ridotto di piastrine, l’organismo che provoca sanguinamenti frequenti. La carenza di trombociti non permette la corretta riparazione dei vasi.
- Trombocitosi: avviene un aumento sregolato nella produzione delle piastrine in risposta a condizioni patologiche (tumori, infezioni o altro), può portare alla creazione di trombi. Tali trombi non funzionali, potrebbero staccarsi dai vasi sanguigni, entrare in circolo e ostruire il passaggio del sangue provocando un ischemia.
Leucociti
Sono suddivisi in varie classi, di seguito le più importanti.
- Linfociti, la categoria di leucociti maggiormente rappresentativa (circa il 40% di leucociti).
- Monociti
- Granulociti
I linfociti sono responsabili del sistema immunitario. Controllano l’immunità tramite:
Linfociti T sono responsabile della distruzione di cellule estranee
Linfociti B differenziano in pasmacellule che producono anticorpi circolanti (immunoglobuline).
Cellule Natural Killer (NK) responsabili della difesa da errori di sintesi cellulari. Quando i tessuti sono in crescita , il nostro organismo potrebbe produrre cellule anomale. In caso di corretta difesa immunitaria le cellule natural killer le distruggono (sono fondamentali, ad esempio, nella lotta alle cellule tumorali).
I monociti rappresentano dal 3 all’8% dei globuli bianchi e sono i precursori dei macrofagi.
In presenza di un processo infiammatorio si attivano, migrano dal sangue ai tessuti. Una volta che si sono differenziati in macrofagi, svolgono la loro attività fagocitaria e liberano sostanze che richiamano fibroblasti per la formazione del tessuto cicatriziale.
I granulociti si distinguono in neutrofili, eosinofili, basofili.
Granulociti Neutrofili sono circa il 70%) dei granulociti. Hanno la funzione di fagocitare batteri, sono presenti in grandi quantità nel pus delle ferite. Il pus è composto soprattutto dai batteri distrutti dai neutrofili.
Granulociti Eosinofili (si colorano con coloranti acidi) sono circa 4% dei granulociti. La loro funzione è quella di proteggerci dai parassiti e di fagocitare i complessi. Ad esempio nel caso del COVID, l’anticorpo riconosce l’antigene proteina spike, si crea il complesso anticorpo-antigene che poi viene distrutto dai granulociti eosinofili.
Granulociti basofili sono circa l’1% dei granulociti. La loro funzione è di secernere sostanze che mediano la reazione di ipersensibilità, ovvero le risposte alle allergie (es. istamina).