fisiología eritrocitaria hematopoyesis - eritropoyesis...
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Fisiología EritrocitariaHematopoyesis - Eritropoyesis, regulación
Fisiología médula óseaHematocrito, índices hematimétricos
Valores de referenciaVariaciones fisiológicas
BIBLIOGRAFÍA:Serrano, Claudia P: “HEMATOPOYESIS”. Curso “PARÁMETROS DEL HEMOGRAMA.UTILIDAD E INTERPRETACIÓN”. Resolución 811/08 C.D. Corrientes, 16 de octubre de2008.
Cristaldo, Daniel O.: “HEMATOPOYESIS - ERITROPOYESIS”. Curso “PARÁMETROS DELHEMOGRAMA. UTILIDAD E INTERPRETACIÓN”. Resolución 811/08 C.D. Corrientes, 16 deoctubre de 2008.
Hector Mayani, Eugenia Flores-Figueroa, Rosana Pelayo, Juan Jose Montesinos, Patricia Flores-Guzman y Antonieta Chavez-Gonzalez – HEMATOPOYESIS - Laboratorio de Hematopoyesis y Celulas Troncales, Unidad de Investigación Medica en Enfermedades Oncológicas. Centro Medico Nacional Siglo XXI, IMSS. Mayani et al, Cancerología 2 (2007): 95-107
- Conocer la Hematopoyesis como proceso complejo. Las
diferentes células que intervienen y los mecanismos que regulan
dicho proceso.
- Conocer la Eritropoyesis para identificar secuencias, variaciones
morfológicas y regulación.
- Conocer morfología, metabolismo y función y valores de
referencia de los Eritrocitos.
Objetivos
Producción diaria de células sanguíneas: 2 x 1011 eritrocitos2 x 1011 plaquetas 7 x 1010 granulocitos.
70 KgEsta producción compensa la perdidadiaria de dichas células de tal manera que,en condiciones normales, los niveles encirculación de eritrocitos, leucocitos yplaquetas se mantienen constantes.
Es regulado por diversos factores.
El proceso a través del cual se generan las células de la sangre
Ocurre bajo condiciones muy especificas en los órganos Hematopoyéticos
Proceso extraordinariamente complejo
Intervienen una gran variedad de tipos celulares
HEMATOPOYESIS
Órganos Hematopoyéticos: saco vitelino – bazo –hígado – medula ósea
MÉDULA ÓSEA
Ocupa el tejido esponjoso de los huesos planoscomo el esternón, las vértebras, la pelvis y las costillas.
sv
Hígado
Bazo
M.O.
Nacimiento
Vértebras
Esternón
Costillas
FémurTibia
1 2 3 4 5 6 7 8 9 20 30 40 50 60 70 80Meses de Gestación Años de vida
Desarrollo de la hematopoyesis
La hematopoyesis se inicia en el embrión – a los 19 días de desarrollo - a partir de Células Tronco Hematopoyéticas derivadas del mesodermo del saco vitelino.
Formación
Diferenciación
Maduración
1- SISTEMA HEMOPOYÉTICO
2- MICROAMBIENTE HEMOPOYÉTICO3- FACTORES DE CRECIMIENTO DE CÉLULAS HEMOPOYÉTICAS4- RECEPTORES CELULARES5- SISTEMA DE REGULACIÓN DE LA HEMOPOYESIS
Células de la sangre
Hematopoyesis
Sistema Hematopoyético – CÉLULAS
En base al grado de madurez de las células que lo conforman
Células Troncales Hematopoyéticas (CTH)
Células Progenitoras Hematopoyéticas (CPH)
Células precursoras reconocibles por su morfología
Células Sanguíneas Circulantes
Capaces de auto-renovarse
Son multipotenciales
Representan el 0.01%
CTH
CPH
Son Multi – Bi – Monop
Representan el 0.5%
CPrM
Representan el 90%
Generan células Sanguíneas
MO Compartimiento de CTH
MO Compartimiento de CPH
MO Compartimiento Proliferativo
MO Compartimiento NO Proliferativo
S - T Compartimiento Funcional
Activ. Prolif.
Dif. Mad.
Poblaciones de Células Hematopoyeticas
Microambiente Hematopoyético
Estructura tridimensional, altamente organizada, de células del
estroma y sus productos (citocinas, quimiocinas) que regula la
localización y fisiología de las células hematopoyéticas
Células del estroma: Se organizan en:
COMPONENTE HEMATOPOYÉTICO:
Macrófagos Estromales
Localización: islas eritroblásticas, endotelio y dispersos entre las células
hematopoyéticas.
Funciones: regulan la hematopoyesis mediante Interacciones célula – célula, y
Secreción de citosinas estimuladoras e inhibidoras de la hematopoyesis
COMPONENTE MESENQUIMAL
Fibroblastos Estromales, Adipocitos y Osteoblastos, derivados de CTM
Papel fundamental en la regulación de la hematopoyesis
COMPONENTE MESENQUIMAL
Fibroblastos Estromales
CH
Proliferación
Sobrevida
Diferenciación
AdhesiónSecreción de citocinas.
Matriz Extracelular
Fibronectina
Colágeno tipo I, III
HeparansulfatoAc. hialuronico
OSTEOBLASTOSARNm
Citocinas, capaces de regular la hematopoyesis
FEC-G
FEC-M
FEC-GM,
IL-1 - IL-6
Angiopoyetina 1 (Ang-1)
Promueve
- Adhesión de las CTH a la fibronectina y colágeno
- Localización en sitio especifico de la MO (nicho)
- Fundamental para establecimiento definitivo de Hematopoyesis
Los osteoblastos forman una zona o “nicho” que favorece la expansión de las CTH
Receptores que permiten
localizar a las células
hematopoyéticas mas
primitivas
COMPONENTE MESENQUIMAL
Osteoblastos
COMPONENTE MESENQUIMAL
Adipocitos
Adipocito
La presencia de adipocitos en el estroma post-natal depende :
1) El estadio de desarrollo del esqueleto (la adipiogénesis progresa de la diáfisis a
la epífisis)
2) La edad (el n°de adipocitos aumenta con la edad)
3) El nivel de hematopoyesis (la adipogénesis se correlaciona de manera inversa
con la celularidad
FUNCION EN LA HEMATOPOYESIS: se postula que:
- inhibidores de la hematopoyesis
- regulen el tamaño del nicho hematopoyético
- o que su regulación sea a través de la secreción de leptina
Microambiente Hematopoyético
Regula la proliferación, Sobrevida, Maduración, Autorrenovación y Migración de las células hematopoyéticas a través de tres mecanismos:
secreción de citocinas y quimiocinas
Regulan las CTH
FACTORES DE CRECIMIENTO
Citocinas
Microambiente Hematopoyético
Actúan a Corta Distancia
Eritopoyetina
Trombopoyetina
• Glicoproteínas Ácidas Bajo PM
CSF Multiplicación de CTH – en acción sinérgica con IL-1 e IL-6- y células progenitoras muy
primitivas. Multiplicación de células progenitoras y diferenciación de células cebadas
FEC-GM Multiplicación de células progenitoras y diferenciación de neutrófilos y monocitos
macrófagos (y eosinófilos). Factor Multilinea.
FEC-G Multiplicación de células progenitoras y diferenciación de neutrófilos
FEC-M o FEC-1 Multiplicación de células progenitoras y diferenciación de monocitos-macrófagos. Acción
sinérgica para células primitivas.
IL- 1α , IL-1 β Acción sinérgica para células muy primitivas. Inductor de IL-2 en linfocitos.
IL-2 Activación de lincocitos T e inducción de la secreción de factores hemopoyéticos.
IL-3 Multiplicación de células progenitoras muy primitivas sin diferenciación celular: factor
multilínea. (Fmlinea)
IL-4 Acción sobre linfocitos T y B. Diferenciación de células cebadas. Inhibe la secreción de IL- 1α ,
IL- 6 y TNF (Factor de Necrosis Tumoral)
IL-5 Multiplicación y diferenciación de linfocitos B y eosinófilos.
IL-6 Cofactor de SCF, pasaje de CHTP a ciclo celular. acción sobre neutrófilos
RECEPTORES CELULARES
Hna. C – PRL
IL-1 - IL-3 - IL-4 - IL-5IL-6 - IL-7 - IL-9FEC-GM - FEC-G
Tirosina-Cinasa
CSF - FEC-M
Estos Rcs, desempeñan papeles en la regulación delCrecimiento
DiferenciaciónSobrevidaFunción
de las células hemopoyéticas
Las acciones de los Factores de Crecimiento se ejercen a través de Rc Específicos
S S
EPO
Jak2
P
P
Jak2
P
P
Sustratos Fosforilados
TERMINACION SEÑAL INTRACELULAR
Pertenecen a la familia de receptores para Citoquinas(il- 3 , il- 4 , il- 5 , il- 6 , il- 7 , FEC-GM, FEC-G.
Posee 507 aminoácidos de secuencia conocida. P.M. : 66.000 D.
Poseen 3 dominios * 1. Extracelular. 223 a.a.* 2. Transmembrana (24 a.a.) * 3. Citoplasmático (236 a.a.
Por célula Eritroide: • 300 a 1000 receptores/célula • 80 % baja afinidad • 20 % alta afinidad • Vida media: 1 a 4 horas.
Proliferación- Diferenciación Eritroide.
Estímulo de mitosis en células en estado latente (UFB-E inmaduros.)
Incorporación de componentes específicos de la línea roja: globinas, hemoglobina, espectrinas eritroides, el receptor de Ep0
Receptor EPO
Acciones de la Eritropoyetina
Regulación de la Hematopoyesis
Las células hemopoyéticas, están reguladas en su microambiente
CTHSCF
IL-1 IL-6 CPHIL-3
EPO
ERI
G-FEC
Gran
M-FEC
MONMacro.
IL-5
EOSTPO
TROMBOPOYESISMEGACARIOPOYESIS
factor de crecimiento e inhibitorios producidos por las células del microambiente
contacto celulares sustancia intercelular
EritopoyetinaTrombopoyetina
Célula Troncal Hematopoyética
Progenitores Multipotentes
Progenitor Linfoide Común
Progenitor Mieloide Común
Progenitores Granulocito/Monocíticos
Progenitores Eritroides/Megacariocíticos
MIELOPOYESIS
Pogenitor Eritroide/Megacariocítico
Unidades Formadorasde Brote Eritroide
Unidades
Formadoras de
Colonias Eritroides Proeritroblastos
EritroblastosBasofílicos
EritroblastosPolicromatofílos
EritroblastosOrtocromáticos
Reticulocitos
Células Formadoras de Brotes Megacariocíticos
Células Formadoras
De Colonias Megacariocíticas
Megacariocitos Inmaduros
Megacariocitos Maduros
DIFERENCIACIÓN ERITROIDE - ERITOPOYESIS
UFB-E UFC-E
Nº Receptores para
EPO
Pocos Abundantes
Sensibilidad a la EPO Poco sensible Muy sensible
Serie Eritrocitaria
UFC-LPLC
UFC-MPMC
CTHEritrocito
UFB-E UFC-E
EPO
Eritroblasto Eritroblasto
14 días 8 días
7 días
PMP
COMPARTIMIENTO MITOTICO
COMPARTIMIENTO POST-MITOTICO
TAMAÑO - BASOFILIA
CONTENIDO DE HEMOGLOBINA
PRONORMOBLASTO
NORMOBLASTO BASÓFILO
NORMOBLASTO POLICROMATOFILO
NORMOBLASTO ORTOCROMATICO
RETICULOCITO
ERITROCITO
• Diámetro: 15 a 25 µm.• Forma redondeada, ligeramente oval.•Proporción núcleo/citoplasma: elevada.•Núcleo: Rojo purpúreo, ocupa el 80% de la célula. •Citoplasma pequeño, basofilia intensa(abundantes polirribosomas). •En este estadio comienza la síntesis de Hb, su presencia está enmascarada por lospolirribosomas basófilos.•Cada pronormoblasto da origen de 8 a 32 eritrocitos maduros.
Proeritroblasto Basófilo•Diámetro: aprox. 14 a 18 µm. •Proporción núcleo/citoplasma es menor.• El núcleo ocupa las ¾ partes de la célula. Aparece características de heterocromatina esparcida entre la eucromatina dando color violeta oscuro y rosado respectivamente.•El citoplasma es más abundante, basófilo intenso. Presenta también pequeñas granulaciones perinucleares por lasmitocondrias.•Cantidades variables de Hb pueden sombrearel citoplasma de rosa.
Eritroblasto Basófilo
•Diámetro: disminuye a 10-12 µm.•La proporción N/C: menor que el anterior.•El núcleo excéntrico, ocupa menos de la mitad del área celular.•Citoplasma: abundante, con coloración mixta (gris-azulado). Sus propiedades de captación de colorantes se deben a la síntesis de cantidades abundantes de Hb (acidófila) y la disminución del número de polirribosomas(basófilos).
ESTE ES EL ÚLTIMO ESTADIO DONDE
SE PRODUCE MITOSIS
ERITROBLASTO POLICROMATOFILO
•Diámetro disminuye, alcanza a 8 – 10 µm.•El núcleo ocupa una cuarta parte de la célula. Al final de esta etapa se observan núcleos fragmentados, picnóticos y excéntricos.•El citoplasma, se tiñe de color rosa o rosa-anaranjado con ligero tinte azul.•Pierde su núcleo al pasar a través de las células epiteliales o adventicias de la MO. La fagocitosis la realizan macrófagos del islote eritroblástico.
ERITROBLASTO ORTOCROMATICO
• Conserva mitocondrias, pocos ribosomas, vestigios del Golgi.• Con azul brillante de cresil filamentos reticulares de un color muy intenso.•La maduración del reticulocito circulante requiere de 24 – 48 horas. Sintetiza el 20% restante de hemoglobina del eritrocito.•Tinciones con el método de Giemnsa, se los puede identificar por su basofiliadifusa y clara. •Su diámetro es de 8 – 10 µm.•Constituyen aproximadamente el 1% de los GR circulantes.
RETICULOCITOS
• Forma: disco bicóncavo. •Diámetro: 7,5 a 8,0 µm (disminuye con la edad celular)•El grosor es de 1,7 µm.•Volumen aproximado 85 µ3 o fl (variaciones fisiológicas) •Con Giemsa se tiñe de color pardo rojizo. •El centro de la célula es claro y la periferia está teñida.•Carece de mitocondrias y RNA residual. •La forma del glóbulo rojo depende del •ambiente celular•estado metabólico•integridad de su membrana•edad
En la circulación, el eritrocito pasa por vasos sanguíneos de diferentes diámetro, lo que da lugar a transiciones dinámica de la forma. A pequeñas velocidades de flujo, hay agregación de los glóbulos rojos, se desplazan en agregados de 2 a 12 y se disponen en pilas de monedas en regiones de circulación muy lenta. En los grandes vasos la agregación no existe.
ERITROCITOS
Son células maduras altamente diferenciadas para el transporte de gases respiratorios O2 y CO2 .
Presentan una vida limitada (120 días).
Han perdido la capacidad de dividirse
La FUNCION del eritrocito es contener y transportar a la hemoglobina, y con ello
transportar O2 desde los pulmones a los tejidos y retirar el CO2 de los tejidos y llevarlo a los pulmones.
Característica de los Hematíes Circulantes
Membrana del Eritrocito
8 % HC
43% P
49 L
Glucolipidos (Glucoesfingolipidos)- Cerebrósido- Gangliósidos
LIPIDOS DE LA MEMBRANA
• 95% Colesteror No Esterificado/Fosfolipidos• 5% Glucolipidos
Fosfolipidos:- Fosfatidiletanolamina- Fosfatidolcolina- Esfingomielina- Fosfatidilserina
2) Periféricas- Espectrina- Actina- Banda 4.1- Banda 4.9
PROTEINAS DE LA MEMBRANA
1) Integrales- Banda 3 o canal anionico- Glucoforina A- Glucoforina C- Bomba de Na-K-ATPasa
1. vía de Embden-Meyerhof
2. desviación de monofosfato de hexosa (HMP)
3. vía de la metahemoglobina reductasa
4. vía de Rapoport-Leubering
Estas vías proporcionan la energía para mantener:
• K+ intracelular Na+ intracelular Ca++
• concentraciones altas de glutatión reducido.• hemoglobina en forma reducida.• integridad de la membrana y de la deformabilidad.
VIAS METABÓLICAS – FUNCIONES
Proceso que disminuya la cantidad de O2 que llega a los tejidos: aumenta la producción de hematíes
Anemias severas por hemorragiasAltitudes elevadas (la cantidad de O2 en el aire es baja).
La EPO: estimula la producción de hematíes. La hipoxia es la señal captada por los censores de O2 localizados en los riñones. Estimula la UFC-E a proliferar y diferenciarse. También reduce el tiempo de maduración, eleva la tasa de síntesis de Hb, estimula la liberación temprana de reticulocitos de la MO.Existen otros factores que pueden influir en la producción de EPO.La Testosterona estimula la eritropoyesis, estimulando laproducción renal de EPO en lugar de estimular directamente a lacélula madre de la MO.
Regulación de la Producción de
Hematíes
Células de mayor tamaño, MACROCITOS:• membrana plasmática es muy delgada• transporta el O2 con normalidad• vida media es menor debido a su mayor fragilidad. • Tienen un volumen medio que supera los 100 fl (femtolitro)
MADURACION DE LOS HEMATÍES
Son especialmente necesarias DOS vitaminas:o Vitamina B12 (B12)o Ácido Fólico (AFOL)
Ambas esenciales para la síntesis de ADN.
Para la maduración final de los hematíesAusencia de B12 o AFOL disminuye la síntesis de ADN, llevando
un fracaso en la maduración y división nuclear.
ERIPTOSISPuede ser utilizada para destruir eritrocitos envejecidos sin daño necrótico, previene la hemólisis dentro del sistema circulatorio (90% Extravascular – 10% Intravascular)
ENVEJECIMIENTO del eritrocito: se caracteriza por ↑de Ca2+ libre intracelular (↑ de la permeabilidad de la membrana) por: *choque osmótico *estrés mecánico *disminución de energía *aumento de procesos oxidativos
Principales Mecanismos Involucrados• Disminución de la carga energética (relación ATP/ADP,AMP)• Disminución del poder reductor: (NADP/NADPH) GLUTATION (r)/GLUTATION (o)• Estrés Osmótico
↓ ATP => ↓actividad ATPasa Ca2+ => ↓salida Ca2+ LIC => ↑ Ca2+ LIC
↓ Glutation (r) => ↑Permeabilidad al Ca2+ (canales) => Entra + Ca2+ LIC => ↑ Ca2+ LIC
Estrés Osmotico => Activa Fosfolipasa A2 => Ac. Araquidonico => Pglandina E2 =>Estimula Canales de Ca (entrada)=>↑ Ca2+ LIC
AUMENTO DE Ca2+ LIC => Activa Canales de K (dependientes de Ca2+)
=> sale del GR K+, H2O y Cl- => contracción celular
↑ Ca y ↓K sale Fosfatidilcolina (fosfolípido de la membrana)
ERIPTOSIS
ERIPTOSIS: • Permite remover eritrocitos de la circulación y destruirlos
sin causar hemolisis que afectan la circulación a los órganos de remoción.
• Se inicia en el eritroblasto en su maduración a eritrocito (apoptosis parcial)
• Dura aproximadamente 120 días.
VCM : Hematocrito x 10 : 80 –96 fl2 primeras cifras GR
HCM: Hemoglobina (g/l) x 10 : 27 – 32 pg2 primeras cifras GR
CHCM: : Hemoglobina (g/l) x 100: 32 – 36%Hematocrito
Índices Hematimétricos
Edad VCM (fl )
Hasta 1 mes 102 – 115
Niños 76 – 90
Adultos 82 – 98
Microcitosis Macrocitosis
Ligera 76 – 81 99 – 105
Moderada 70 – 75 106 – 114
Marcada < 70 > 115
VCM – OBSERVACIÓN MICROSCÓPICA
CHCM – OBSERVACIÓN MICROSCÓPICA
Hipocromía
(CHCM en %)
Hipercromía
(CHCM en %)
Ligera 31.0 – 32.0 ?
Moderada 30.0 – 31.0 ?
Marcada < 30 ?
FINMUCHAS GRACIAS