FIZIOLOGIA SANGELUISangele impreuna cu lichidul interstitial, limfa, LCR, umoarea apoasa si lichidele seroaselor

( pleura, pericard, peritoneu, sinoviala ) constituie mediul intern al organismului. FUNCTIILE SANGELUI Sângele îndeplineşte diferite funcţii:

1)respiratorie -transportă oxigen şi dioxid de carbon;2)nutritivă -transportă substanţe nutritive;3)excretorie -transportă metaboliţi;4)de termoreglare -transportă căldura;5)protecţie imunologică;6)menţine echilibrul acido-bazic;7)coordonare -transportă hormoni;

PROPRIETATILE SANGELUI:1)culoarea: -roşu aprins pentru sângele arterial;

-roşu închis pentru sângele venos2)densitatea : între 1057-1067 (la bărbat) şi 1051-1061 (la femeie);3)temperatura : este în medie de 36 grade Celsius;4)vascozitatea : este dată de fibrinogen şi elementele figurate;5)presiunile osmotică şi coloid-osmotica- sunt date de nivelul sodiului şi glucidelor, respectiv de nivelul proteinelor circulante. Au rol important în reglarea presiunilor din spaţiul capilar şi extracapilar şi în reglarea circulaţiei apei între cele două regiuni;6)pH-ul :este dat de concentraţia ionilor de hidrogen. Valoarea normală este de 7,35-7,45 (uşor alcalin). Este menţinut la valori normale de sistemele tampon plasmatice (H2CO3/NaHCO3=1/20) şi eritrocitare (Hb ). Rezerva alcalină este reprezentată de bicarbonatul de sodiu (NaHCO3).

ELEMENTELE FIGURATE ALE SANGELUI- alcatuiesc 46% din volumul total al sangelui- reprezentate de : globule rosii, globule albe si trombocite- plasma sangvina reprezinta 54% din volumul sangvin- procesul de formare al elementelor figurate poarta numele de hematopoeza- la adult elementele figurate se formeaza in: tesutul limfoid (ggl limfatici, splina, tract digestiv), tesutul medular (maduva oaselor) si sistemul reticulohistiocitar (celulele lui KUPFER)- in tesutul limfoid iau nastere limfoblastii, cu forma finala limfocitele- in maduva oaselor se formeaza; mieloblastii (forma adulta – granulocitele),proeritroblastii (eritrocitele), megacarioblastii (trombocitele)- din sistemul reticulohistiocitar se desprind monoblastii (monocitele)

Pentru explorarea elementelor figurate ale sangelui, se folosesc in practica o serie de determinari reunite sub numele de hemoleucograma si anume: numaratoarea eritrocitelor, dozarea hemoglobinei, determinarea hematocritului, indicii eritrocitari, numaratoarea de leucocite si formula leucocitara. Numaratoarea trombocitelor apare si ea pe acelasi buletin de analiza. Aceste masuratori se pot face atat din sangele venos recoltat pe anticoagulant cat si din sangele capilar.

Eritrocitul-Forma de lentila biconcava,privit lateral seamana cu un piscot (asigura un volum minim fata de suprafata)-Diametrul =7,5 microni, grosimea = 2 microni-Stroma contine hemoglobina (80-90% din reziduul uscat); K+, Cl-, Mg+, Fe2+.

Eritrocitele prezintă urmatoarele proprietăţi:1)plasticitate;2)permeabilitate selectivă;

1

3)menţin echilibrul acido-bazic;4)transportă oxigen şi dioxid de carbon;5)hemolizează (se distrug) şi eliberează hemoglobina;

Hematiile circulante reprezinta doar o etapa din viata acestor elemente. Durata medie de viaţă a hematiilor este de 120 zile. Ele sunt distruse în splină, ficat şi maduva

osoasa. Desi traiesc relativ putina vreme, numarul lor ramane constant.Numărul hematiilor din sange este normal intre 4.500000-5.500000/ mm3

Numarul de eritrocite prezinta variatii in functie de presiunea partiala a oxigenului : creste la altitudine ( poliglobulia de altitudine ) si scade la mineri si in mediul subacvatic.

Poliglobulia se mai intalneste la nou-nascut ( se corecteaza printr-o hemoliza intensa la cateva zile dupa nastere = icterul nou-nascutului ) si in conditii de hipovolemie sau hipoxie.

Scaderea numarului de eritrocite asociata cu scaderea hemoglobinei se intalneste in boala numita anemie. Apare in conditii fiziologice prin hemodilutie in cazul ingestiei unei cantitati mari de apa si in conditii patologice prin : deficit de producere a hematiilor, pierdere sau hemoliza eritrocitara.

La exteriorul eritrocitelor sunt prinse diferite macromolecule glicoproteice (mucopolizaharidice) cu rol de antigene, numite aglutinogene (A,B,D).

În funcţie de tipul antigenelor întâlnim grupele sanguine O(I), A(II), B(III), AB(IV), Rh(+), Rh(-). În interior întâlnim apa, hemoglobina (Hb, pigmentul respirator), dar nu există organite celulare. ERITROPOIEZASediul eritropoiezei este in maduva rosie a oaselor. Un organism adult are cam 1,5 Kg maduva

rosie. Cantitatea variaza in functie de nevoia de oxigen a organismului. Cand aceste nevoi sunt reduse, o parte din maduva rosie intra in repaus, celulele se incarca cu lipide si maduva rosie se transforma in maduva galbena. Spre batranete, maduva galbena sufera un proces de transformare fibroasa si devine maduva cenusie.

Daca apar conditii care solicita eritropoieza ( efort repetat, viata la altitudine ) are loc un proces invers, de transformare a maduvei galbene in maduva rosie si o sporire corespunzatoare a eritropoiezei.

Intre maduva rosie si cea galbena exista tot timpul vietii un echilibru dinamic, controlat de sistemul neuroendocrin.

Maduva cenusie nu mai poate fi recuperata pentru hematopoieza.R eglarea eritropoezei

-cand exista o activitate eritropoetica crescuta, numarul hematiilor tinere ( reticulocite )cu resturi de nucleu,creste in sangele periferic.- eritropoieza se regleaza prin mecanisme neuroendocrine.- centrii eritropoiezei sunt situati in diencefal, iar excitantul principal il reprezinta hipoxia-hipoxia actioneaza si la nivelul rinichiului, care secreta in aceste conditii un factor eritropoietic. Acesta determina formarea in organism a eritropoietinei care actioneaza asupra celulei stem unipotente, eritroformatoare, determinand cresterea numarului de hematii- desfasurarea normala a eritropoiezei necesita asigurarea de substante nutritive, vitamine ( B, C, acid folic ) si fier.-eritropoeza este stimulata si de tiroxina.- in cazul unor deficiente de aprovizionare apare ANEMIA

HEMOLIZA Prin hemoliza se intelege degradarea eritrocitelor cu eliberarea hemoglobinei. Hematiile au o

durata de viata de aproximativ 120 de zile. Hemoliza fiziologica se realizeaza in celulele macrofage ale sistemului reticulohistiocitar : splina (

cimitirul globulelor rosii ), ficat, ganglioni si maduva osoasa. Hemoliza se mai poate realiza de asemenea prin interventia unor agenti fizici, chimici sau

biologici.

2

Agenti fizici care pot determina hemoliza :agitarea mecanica a sangeluiiradiere UV sau Roentgenmodificari bruste de temperatura, inghetare/dezghetarepastrarea prelungitaAgentii chimici prin care se poate obtine hemoliza :cloroform, alcool benzenacizii, alcalii, sarurile metalelor greleSarurile biliare Agentii biologici de hemoliza :venin de insecte, toxine microbienehemolizine specifice care apar ca o consecinta a incompatibilitatii de grup sangvin Rezistenta globulara a hematiilorRezistenta globulara a hematiilor reprezinta capacitatea hematiilor de a-si pastra integritatea in

medii hipotone . Hemoliza se produce numai cand presiunea osmotica a mediului exterior este mai mica decat cea din interiorul hematiei.

Erirocitele normale, plasate in solutie izotona de NaCl 9‰ ( ser fiziologic ), pot fi mentinute ore. Intr-un mediu cu o concentratie scazuta de clorura de sodiu 7 ‰, se incarca cu apa si elibereaza hemoglobina in exterior. In schimb, solutiile hipertone ( de exemplu NaCl 10‰ ) produc ratatinarea hematiilor.

Determinarea rezistentei globulare a hematiilor inseamna aflarea concentratiei solutiei NaCl in care hemoglobina incepe se paraseasca hematiile mai putin rezistente ( rezistenta minima ) si a concentratiei solutiei in care toate hematiile sunt lizate ( rezistenta maxima ). Hemoliza incepe la concentratia 0,46 – 0,42 % NaCl iar hemoliza totala are loc la concentratia de 0,38 – 0,34 % NaCl

Daca hemoliza initiala apare la concentratii mai mari de NaCl rezistenta osmotica este scazuta, iar daca apare la concentratii mai mici rezistenta este crescuta.

Scaderea rezistentei osmotice ( hemoliza initiala la 0,7 – 0,5 % NaCl ) se intalneste in anemia hemolitica ereditara ( sferocitoza ) si in anemiile dobandite ( intoxicatii cu benzen ).

Cresterea rezistentei osmotice apare in talasemie ( hemoliza initiala apare la concentratii mai mici ). De asemenea, rezistenta poate fi crescuta in hemoragii acute datorita rezistentei eritrocitelor tinere si uneori in anemia Birmer si in anemiile feriprive.

VSH – VITEZA DE SEDIMENTARE A HEMATIILORSangele extras din circulatie, recoltat pe anticoagulant, se comporta ca o suspensie si se separa

intr-o componenta pasmatica si o componenta celulara ( in care esentiale sunt heatiile ). Masurarea VSH-ului este un indicator al vitezei de separare a hematiilor din suspensie si depinde de anumite calitati ale eritrocitelor sau ale plasmei.

VSH-ul este considerat un test de disproteinemie, determinarea lui oferind informatii despre structura proteica a plasmei. Dintre proteinele plasmatice, albuminele si globulinele au proprietatea de a se absorbi pe suprafata hematiei. Cum raportul albumine/ globuline este in favoarea albuminelor ( 1,2 – 1,5 ) predominanta albuminelor pe suprafata hematiei contribuie la incarcarea lor electronegativa si generarea de forte de respingere electrostatica care maresc stabilitatea in suspensie ( se opun sedimentarii ).

Scaderea albuminelor plasmatice ( inanitie, insuficienta hepatica sau renala ) duce la accelerarea VSH-ului. Cresterea globulinelor plasmatice ( prin sinteza crescuta de imunoglobuline in septicemii de exemplu ) duce de asemenea la cresterea VSH-ului.

HEMOGLOBINAHemoglobina este o feroproteină ce are 4 subunităţi. Fiecare subunitate are un HEM (grupare

prostetică) legată de un lanţ polipeptidic. Cele 4 lanţuri formează globina. Globina este formată din 4

3

lanţuri polipeptidice (alfa1, alfa2, beta1, beta2). Fiecare lanţ polipeptidic este legat de un hem. Fierul bivalent şi un nucleu tetrapirolic formează hem-ul.

Hemul este format dintr-un atom de Fe2+ fixat in centrul unui nucleu tetrapirolic de protoporfirina. Fierul fiind in stare feroasa permite legarea labila a oxigenului( oxigenarea).

Prin hemoglobina continuta , eritrocitul transporta oxigenul la tesuturi si preia o parte din dioxidul de carbon rezultat din arderile tisulare, asigurand functia de transport a gazelor respiratorii si fiind considerat un „ veritabil pulmon molecular ”.

La adultul normal, 100 g de hemoglobina contin 334 mg Fe si fiecare gram de hemoglobina poate fixa 1,34 cm3 de oxigen . In sange, Hb atinge concentratii de 16 g/dl pentru barbati si 14 g/dl la femei.

Hb reacţionează cu oxigenul şi formează oxihemoglobina (HbO2) care este principala formă de transport a oxigenului în sânge. De asemenea, se poate combina cu dioxidul de carbon(CO2) şi formează carbohemoglobina sau cu monoxidul de carbon(CO) şi formează carboxihemoglobina.

Caracteristicile hemoglobinei :- reprezinta 80-90 %din reziduul uscat al eritrocitului-in contact cu acidul clorhidric formeaza cristale caracteristice (cristalele lui Teichman).-este o heteroproteina (96% globina + 4%hem)-Hb. fixeaza oxigenul prin legaturi labile = oxihemoglobina (transporta oxigenul de la plamani la tesuturi)-Hb are o afinitate de 210 ori mai mare pentru CO decat pentru O2,

Provenienta fierului din hemoglobina-in primele zile de viata, provine din depozitele formate in ficat in decursul vietii intrauterine-la adult, fierul eliminat este inlocuit cu fierul continut in alimente.-necesar zilnic = 5-20 mg.-cant. totala din organism=5-6 g.(60-70 %in globulele rosii)-in mucoasa intestinala fierul devine feric si se combina cu apoferitina dand nastere la feritina.Cand in mucoasa intestinala exista o cantitate suficienta de feritina, absorbtia Fe este oprita.Surplusul se elimina prin materiile fecale fara a fi absorbit.-prin distrugerea hematiilor (intr-o secunda se distrug 7-10 mii de eritocite), se produc 8g globina, 27 mg Fe, 270 mg protoporfirina.-protoporfirina se transforma in pigmentii biliari (biliverdina,bilirubina) care se elimina ca stercobilinogen si stercobilina.

Hb reacţionează cu oxigenul şi formează oxihemoglobina (HbO2) care este principala formă de transport a oxigenului în sânge. Reactia de fixare a oxigenului la Hb nu este o oxidare propriu-zisa ( deoarece ea nu duce la cresterea valentei fierului ) ci o reactie de oxigenare , de legare reversibila a unei molecule de oxigen la fierul bivalent.

Atunci cand este saturata ( oxigenata ) complet , o molecula de Hb poate transporta patru molecule de oxigen.

Un gram de hemoglobina poate transporta 1,34 ml O2, iar in sange exista aproximativ 15 g de hemoglobina . Astfel, fiecare suta de ml de sange arterial transporta 20 ml de O2. In lipsa hemoglobinei, capacitatea de transport a sangelui pentru oxigen scade mult . 100 ml de plasma transporta doar 0,2 ml O2.

De asemenea, hemoglobina se poate combina cu dioxidul de carbon (CO2) şi formează carbohemoglobina. Acesta este un compus fiziologic ce nu afecteaza functia de transport a O2. Mai mult, HbCO2 reprezinta una din formele de transport ale CO2 de la tesuturi la plamani.

Prin hemoglobina continuta , eritrocitul transporta oxigenul la tesuturi si preia o parte din dioxidul de carbon rezultat din arderile tisulare, asigurand functia de transport a gazelor respiratorii si fiind considerat un „ veritabil pulmon molecular ”.

4

La adultul normal, 100 g de hemoglobina contin 334 mg Fe si fiecare gram de hemoglobina poate fixa 1,34 cm3 de oxigen .

In sange, Hb atinge concentratii de 16 g/dl pentru barbati si 14 g/dl la femei. Hemoglobina poate da cu monoxidul de carbon carboxihemoglobina ( CO Hb ). Aceasta este o

combinatie reversibila, dar afinitatea hemoglobinei pentru CO este de 200 de ori mai mare decat pentru O2.

Sub actiunea oxidantilor apare derivatul de hemoglobina cu fier trivalent, denumit methemoglobina (Met Hb ).

Acestia sunt derivatii patologici ai hemoglobinei, ei nu mai indeplinesc functia de transport si in cazul cresterii concentratiei lor in sange peste anumite limite se produce insuficienta oxigenare a tesutului ( asfixie).

Evolutia ontogenetica a Hb umane In functie de etapa din viata pe care individul o parcurge ( embrion, fat, viata extrauterina )

lanturile globinice din structura hemoglobinei difera motiv pentru care a fost descrisa existenta mai multor tipuri de Hb structurala, dar si functionala. Hemoglobinele din viata de embrion sunt adaptate, ca si cele din viata fetala, pentru a extrage oxigenul de pe hematia adulta materna, deoarece intrauterin viata se desfasoara intralichidian.

Tipuri de hemoglobina1. Hemoglobinele din viata intrauterina : Gower 1 si 22. Hemoglobinele din viata fetala Hb F caracterizate functional printr-o afinitate mai mare

pentru oxigen ( aceasta proprietate sta la baza schimbului de oxigen mama-fat ).Ponderea Hb F se reduce in timpul primului an la valori sub 0,5 %, ca urmare a unui proces de hemoliza interna ce are loc la finele primei saptamani de viata exrauterina si care genereaza colorarea pentru cateva zile a nou-nascutului in galben-verzui ( icterul fiziologic al nou-nascutului )

3. Hemoglobinele adultului Hb A incep a se forma odata cu trecerea la stadiul de fat si cresc progresiv odata cu evolutia sarcinii, in dauna celorlalte tipuri de hemoglobina.

Principala componenta in structura hemoglobinei eritrocitare este forma A1 a carei molecula de globina este constituita din doua lanturi alfa si doua beta.

In dispozitia lanturilor globinei, central se contureaza o depresiune capitonata cu 28 de aminoacizi. In aceasta regiune, in forma redusa a hemoglobinei, se fizeaza 2-3 difosfogliceratul ( 2-3 DPG), metabolit al glicolizei. Substanta moduleaza afinitatea pigmentului eritrocitar fata de oxigen.

METABOLISMUL FIERULUIOrganismul adult contine o cantitate totala de aproximativ 4 g de fier, din care :- 2/3 este prezent in Hb, mioglobina si enzime cu rol in respiratia celulara ( catalaze, peroxidaze etc. ) iar restul este reprezentat de :- fierul de rezerva ( feritina si hemosiderina )- fierul de transport ( transferina sau siderofilina)- si in masura mult mai mica de enzimele celulare ( flavoproteinele)Fierul se absoarbe din alimente atat sub forma feroasa, redusa (Fe 2+) , cat si sub forma

ferica(Fe 3+), diferentele de absorbtie dintre aceste forme tin de solubilitatea diferita substantei -ion.Fierul se absoarbe la nivelul mucoasei intregului tub digestiv incepand cu stomacul , cu un

maxim de absorbtie situat la nivelul duodenului si cu o descrestere ulterioara progresiva pe masura apropierii de ileon.

Descresterea ratei absorbtiei fierului in segmentele distale ale tractului digestiv se considera a fi consecinta cresterii continutului intestinal in bicarbonati sau fosfati.

Mecanismul de absorbtie al fierului este un proces activ , cu consum de energie si cu participare enzimatica.

5

Fe bivalent, sub forma redusa, absorbit prin mucoasa intestinala este preluat de o proteina plasmatica specifica numita transferina sau siderofilina ( concentratie plasmatica normala : 2,5 g‰ ).

Din celula epiteliala intestinala unde se afla dupa absorbtie sub forma ferica , Fe 3+ trece in Fe 2+, prin polul vascular pentru a fi transferat transferinei plasmatice.

Transferina este carrier-ul plasmatic al fierului. Fierul transportat de catre sange este fie cedat eritropoiezei fie este transportat catre organele de depozit ( ficat, splina, maduva osoasa ) sub forma de feritina si hemosiderina.

Formele de depozit ale ale fierului in sange : feritina si hemosiderinaFeritina este o substanta cu structura polipeptidica (avand fierul dispus spatial in doua zone :

nucleul si invelisul moleculei), solubila in apa , cu dispunere intracitoplasmatica difuza si care constituie rezerve proprii de fier.

Hemosiderina este un compus lipoproteic si glucidic, cu solubilitate redusa in apa , cu dispunere intracitoplasmatica sub forma de granule si care constituie rezerve de fier mai greu mobilizabile.

Cele doua forme de depozit se pot transforma reciproc. Astfel, prin degradare enzimatica a invelisului proteic din feritina, fierul nucleului moleculei devine lipsit de protectie , instabil si se polimerizeaza sau precipita ca mase amorfe de hemosiderina.

In mod normal, sideremia ( fierul din plasma sangvina ) este de 100 – 110 µg % ml sange.Pierderile zilnice de fier sunt de 1 – 1,5 mg ( 2/3 pe cale digestiva iar restul prin urina si piele )

acestea fiind inlocuite prin absorbtia intestinala a unor cantitati echivalente de fier provenite din alimentatie (un regim complet contine pana la 12 – 15 mg de fier ). Lactatia determina pierderi de cca 1 mg/zi. Eliminari de fier mai au loc si prin hemoragiile menstruale.

SINTEZA HEMOGLOBINEIHemoglobina reprezinta compusul ce asigura functia majora a eritrocitului si anume transportul

gazelor respiratorii.Din punct de vedere chimic, Hb este o cromoproteina formata din patru subunitati, fiecare la

randul ei alcatuita dintr-o grupare prostetica ( HEMUL ) fixata pe cate o grupare polipeptidica apartinand proteinei purtatoare , denumita GLOBINA.

SINTEZA HEMULUICalea sintezei hemului este relativ bine cunoscuta astazi.Procesul se desfasoara in sapte etape succesive :1. FORMAREA SUCCINIL COENZIMEI A ( SucCoA ) – provenita mai ales din ciclul Krebs2. FORMAREA ACIDULUI DELTA-AMINOLEVULINIC (ALA) din SucCoA + glicina3. PORFOBILINOGENUL ( PBG ) – apare prin condensarea a doua molecule ALA, formand nucleul

pirolic4. UROPORFIRINOGENUL ( UPG ) – format din patru molecule de PBG, reprezinta nucleul

tetapirolic al hemului. 5. COPROPORFIRINOGENUL ( CPG ) – apare prin procese de decarboxilare a UPG.6. PROTOPORFIRINA, forma definitiva a nucleului tetrapirolicse formeaza in urma actiunii unei

oxidaze asupra CPG7. INSERTIA FIERULUI in centrul protoporfirinei reprezinta etapa finala a sintezei. Se realizeaza

cu participarea ferochelatazei. SINTEZA GLOBINEIProteina are o structura dimerica fiind formata in conditii normale din doua perechi de

polipeptide . Se descriu doua lanturi alfa, cu cate 141 de aminoacizi si doua lanturi beta, cu cate 146 de aminoacizi.

Sinteza are loc la nivel ribozomal unde se formeaza lanturile polipeptidice alfa, beta, gama si delta.

6

Lanturile alfa si beta se dimerizeaza spontan. Cei doi dimeri ( alfa 2 , beta 2 ) formeaza, in prezenta hemului, GLOBINA caracteristica hemoglobinei A, normala la adulti.

In cursul vietii intrauterine, hemoglobina este de tip diferit : - hemoglobina embrionara ( Gowers ) are formula globinei alfa 2, epsilon 2.- hemoglobina fetala ( Hb F ) are formula globinei alfa 2, gamma 2. Persistenta Hb F dupa varsta

de 1 an, frecventa la rasa neagra, determina aparitia thalasemiei.Orice abatere de la structura normala a globinei determina formarea unor hemoglobine

anormale ce stau la baza unei vaste patologii eritrocitare ( hemoglobinopatii ). De exemplu :Hb S ( modificarea secventei aminoacizilor prin inlocuirea acidului glutamic cu valina ) determina

aparitia siclemiei ( drepanocitoza )

7