HEMATOPOESE – ERITROPOIESE E FISIOLOGIA DO ERITRÓCITO PROF. DIMAS J CAMPIOLO

FORMAÇÃO DAS CÉLULAS DO SANGUE Eritrocitos Plaquetas Eosinófilo Neutrófilo Basófilo Mastócito Progenitor Mielóide Monócito Macrófago Linfóide Célula Pluripotencial Célula T Célula B Célula NK Plasmócito Célula Dendritica Medula Óssea

T e c i d o Ó s s e o Características   Constituinte principal do esqueleto; serve de suporte para partes moles; protege órgão vitais; aloja e protege a medula óssea; apóia os músculos esqueléticos e amplia as forças geradas por eles; serve de depósito de cálcio, fosfato e outros íons.

Medula óssea

HEMATOPOIESE Medula óssea vermelha: ao nascimento, é muito ativa, gradativamente substituída pela medula óssea amarela (tecido adiposo) Fase adulta: hematopoiese acontece nos ossos de localização central (esterno, costelas, clavícula e crista ilíaca)

HEMATOPOIESE Terminologia utilizada Stem-cell Célula tronco Celula totipotente Célula mãe hematopoiética

Formação do sangue que começa desde a fase intra-uterina HEMATOPOIESE Formação do sangue que começa desde a fase intra-uterina Vida intra-uterina Linhagem primitiva Ao nascimento Linhagem definitiva

Diferenciações das células-tronco: CÉLULAS-TRONCO MIELÓIDES originam hemácia, plaquetas e glóbulos brancos(neutrófilos, basófilos, eosinófilos e monócitos) CÉLULAS-TRONCO LINFÓIDES originam glóbulos brancos (linfócitos B e T)

MEDULA ÓSSEA VERMELHA Rico em células-tronco medulares (São pluripotentes ou multipotentes = originam diversos tipos de células do sangue) As células-tronco medulares se originam de células Totipotentes (capazes de originar qualquer tipo de célula do corpo)

ÓRGÃOS DA HEMATOPOESE

HEMATOPOESE EMBRIONÁRIA E FETAL

Fases de produção das células sangüíneas HEMATOPOIESE Fases de produção das células sangüíneas Fase mesoblástica (7ª semana ao 4º mês) Fase hepática (4º ao 6º mês) Fase espleno-tímica (4º ao 6º mês) Fase medular (6º mês em diante)

HEMATOPOESE EMBRIONÁRIA E FETAL  PERÍODO MESOBLÁSTICO  ERITRÓCITOS

HEMATOPOESE EMBRIONÁRIA E FETAL  PERÍODO HEPATO ESPLÊNICO: 5 semana de vida ERITRÓCITOS, GRANULÓCITOS E PLAQUETAS EMBRIÃO DE 6 SEMANAS

HEMATOPOESE EMBRIONÁRIA E FETAL PERÍODO MIELÓIDE: Terceiro mês de gestação MEDULA ÓSSEA (aumento 100 x) FETO COM 8 MESES ERITRÓCITOS, GRANULÓCITOS E PLAQUETAS

HEMATOPOESE DEFINITIVA

HEMATOPOESE DEFINITIVA MEDULA ÓSSEA

MEDULA ÓSSEA VERMELHA Rico em células-tronco medulares (São pluripotentes ou multipotentes = originam diversos tipos de células do sangue) As células-tronco medulares se originam de células Totipotentes ou célula mãe (capazes de originar qualquer tipo de célula do corpo)

Células Pluripotenciais

Células Hematopoéticas Primitivas e Progenitoras primitiva pluripotente CFUGEMM progenitor mielóide misto timo BFU-E progenitor linfóide unidade formadora de “explosão” eritróide CFU -E CFUMeg CFUGM progenitor eritróide progenitor megacariocítico progenitor granulócito/monócito linfócitos B T hemácias plaquetas neutrófilo basófilo eosinófilo monócito

UNIDADES FORMADORAS DE COLÔNIAS (UFC)

UNIDADES FORMADORAS DE COLÔNIA E FATORES DE CRESCIMENTO UFC – GEMM UFC – L UFC - Meg UFC - LT UFC - LB UFC - GM UFC - E UFC - G UFC - M

Hematopoese - Linhagem Mielóide Stem cell CFU - Eos Eosinófilos BFU - E CFU - E Eritrócitos Stem cell Mielóide CFU-GEMM CFU - G Granulócitos CFU - GM CFU - M Monócitos BFU - Meg CFU - Meg Plaquetas CFU - Mast/Bas Basófilos

Hematopoese - Linhagem Linfóide Stem cell Progenitor T Célula T Stem cell Linfóide Célula B Progenitor B

ERITROPOIESE

A PRODUÇÃO DE ERITRÓCITOS CÉLULA PLURIPOTENCIAL PRIMITIVA PROERITROBLASTO ERITROBLASTO BASÓFILO ERITROBLASTO POLICROMÁTICO ERITROBLASTO ORTOCROMÁTICO MEDULA ÓSSEA RETICULÓCITO SANGUE PERIFÉRICO ERITRÓCITO

FATORES DA ERITROPOIESE ERITROPOIETINA ATUA NO ESTÍMULO DA ERITROPOIESE ATUA NA SÍNTESE DE DNA PARA REPRODUÇÃO DE PROERITROBLASTOS E ERITROBLASTOS BASÓFILOS VIT. B12 E FOLATOS ATUA NA SÍNTESE DE HEMOGLOBINA E NA MATURAÇÃO DOS ERITRÓCITOS FERRO

PROERITROBLASTO Diâmetro: 14 a 19 . Citoplasma: É condensado e homogêneo, apresentanso-se mais intensamente basófilo (hiperbasofilia) do que a célula indiferenciada. Cora-se em azul intenso. Núcleo: Cromatina mais grosseira que a célula indiferenciada, contém um a dois nucléolos.

ERITROBLASTO BASÓFILO Diâmetro: 12 a 17 . Citoplasma: É menos basófilo que o pró-eritroblasto, cora-se em azul celeste. Núcleo: A cromatina começa a condensar-se em grossas trabéculas, é desprovido de nucléolos.

ERITROBLASTO POLICROMÁTICO Diâmetro: 12 a 15. Citoplasma: Sugere a afinidade por corantes ácidos, indicio do aparecimento da hemoglobina. A basofilia persiste e, pela sua afinidade mista o citoplasma toma o tom de rosa-azulado. Núcleo: Reduz-se o tamanho, a cromatina condensa-se mais, com tendência a disposição radiada.

ERITROBLASTO ORTOCROMÁTICO Diâmetro: 8 a 12. Citoplasma: Apresenta afinidade por corantes ácidos, sendo, portanto, acidófilo. Índice da presença de hemoglobina. Cora-se de róseo. Núcleo: Picnótico, cromatina compacta, há ejeção do núcleo pelo processo denominado carriorrexe ou pelo processo de cariólise.

Reticulócito Mitocôndrias Eritroblasto Núcleo eliminado eliminadas

ERITROBLASTO ORTOCROMÁTICO PERDENDO O NÚCLEO

O NÚCLEO E O RETICULÓCITO

RETICULÓCITOS CORADOS

OS ERITRÓCITOS NA CIRCULAÇÃO 120 dias de vida

M.E. DO BAÇO E OS MICROCAPILARES DO SRE

M.E. DA MACROFAGOCITOSE DOS ERITRÓCITOS VELHOS

FISIOLOGIA DO ERITRÓCITO

ERITRÓCITO É a mais abundante de todas as células do sangue: 4,5 a 6 milhões/mm³ (♂); 4 a 5,5 milhões/mm³ (♀). Função principal: transporte de oxigênio (importância da hemoglobina) Outras funções: Hb tampão ácido-básico (papel da anidrase carbônica) CO2 + H20 H2CO3 H + HCO3 AC

deformação não distende muito a membrana ERITRÓCITO Tem excesso de membrana celular em relação à quantidade de material existente no seu interior. deformação não distende muito a membrana É uma célula anucleada: única célula do organismo que permanece exercendo suas funções, apesar da ausência de núcleo.

MEMBRANA DOS ERITRÓCITOS

Estrutura Celular

PROTEÍNAS DA MEMBRANA Espectrina Anquirina Banda 3, Glicoforina A, Banda 4.1 Banda 4.2 Actina G3PD Banda 7

HEMOGLOBINAS Conceito 4.1. Conceito e Função

HEMOGLOBINA pigmento carreador de oxigênio valores normais: 16g/dL (♂) e 14g/dL (♀) concentração máx.: 34g/dL (limite metabólico do processo de formação) tamanho da célula X % de Hb

HEMOGLOBINA 1g de Hb pura 1,39 mL de oxigênio Hb: combina-se frouxa e reversivelmente com o oxigênio, que é transportado na forma molecular 6 g de hemoglobina são formados por dia

SÍNTESE DO HEME local de síntese: Mitocôndrias dos eritroblastos e reticulócitos Mecanismo enzimático da síntese Piridoxina (Vit. B6) GLICINA + ÁCIDO SUCCINICO Alanina (ALA) Alanina Deidrase Alanina Sintetase Porfobilinogênio Uroporfirinogênio Sintetase HEME Ferro Quetalase Uroporfirinogênio III Fe ++ Uroporfirinogênio decarboxilase Protoporfirina IX Coproporfirinogênio III Coproporfirinogênio Oxidase MITOCÔNDRIA CITOPLASMA

SÍNTESE DA HEMOGLOBINA do Ciclo de Krebs... 2 succinil-CoA + 2 glicina pirrol 4 pirrol protoporfirina IX protoporfirina IX + Fe heme heme + polipeptídeo (globina) cadeia de Hb ( ou β) 2 cadeias  + 2 cadeias β Hb A 2 cadeias  + 2 cadeias γ Hb F Ligação fraca ! Forma mais comum no adulto !

SÍNTESE DA HEMOGLOBINA natureza das cadeias de Hb afinidade da ligação com o oxigênio e características físicas da molécula diferentes composições de aas da porção polipeptídica (globina) diferentes tipos de cadeias de Hb Os diferentes tipos de cadeia são designados como cadeias alfa, beta, gama, delta

SÍNTESE DA HEMOGLOBINA combinação de duas cadeias alfa e duas cadeias beta. hemoglobina A (2β2) 1 a 2% : hemoglobina A2 (22) podem existir traços (0-1%) de hemoglobina fetal(22) A forma mais comum de hemoglobina no ser humano adulto representa cerca de 95 a 99% da hemoglobina do adulto

HEMOGLOBINAS Estrutura Molecular

HEMOGLOBINAS Parte Não Protéica (Heme)

HEMOGLOBINA Estrutura molecular do heme: Hemoglobina

HEMOGLOBINA Parte Não Protéica (Heme) A) Composição - Um átomo de Ferro (bivalente) - Quatro grupos pirrólicos (protoporfirina)

HEMOGLOBINAS Parte Protéica (Globina) Composição: - Quatro moléculas de globinas e dois pares diferentes de cadeias polipeptídicas 2 2 2 

Parte Protéica (Globina) Controle e Local de Síntese Gens específicos controladores de montagem, denominados de gens , , , ,  e . Gens  e  estão no cromossoma 16 Gens ,  e  estão no cromossoma 11 Síntese: Ribossomas dos eritroblastos (65%) e reticulócitos (35%)

GENÉTICA Controle e Local de Síntese  1  1 1 2 1  1  1 1 2 1  Like Genes 5’ 3’ Chromossome 16  G A     Like Genes 5’ 3’ Cromossome 11  Localização cromossômica dos genes da globina humana. Segundo NIENHUIS et al, 1984.

Parte Protéica (Globina) Tipos diferentes de cadeias globínicas que formam hemoglobinas normais no homem Cadeia Epsilon () - Período embrionário Cadeia Zeta () - Período embrionário Cadeia Alfa () - Período embrionário, Fetal, adulto Cadeia Gama ()- Período embrionário, Fetal, adulto Cadeia Beta () - Pós nascimento e adulto Cadeia delta () - Pós nascimento e adulto

HEMOGLOBINAS HUMANAS DE ACORDO COM O DESENVOLVIMENTO  CADEIA EPSLON ( EMBRIONÁRIA)  CADEIA ALFA % de CADEIAS POLIPEPTÍDICAS MESES  CADEIA GAMA  CADEIA BETA ( ADULTA)  CADEIA ZETA (EMBRIONÁRIA)  CADEIA DELTA (Hb-A2)

HEMOGLOBINAS HUMANAS DE ACORDO COM O DESENVOLVIMENTO     PERÍODO EMBRIONÁRIO 22 (Hb Gower 1) 22 (Hb Portland) 22 (Hb Gower 2)   PERÍODO FETAL 22 (Hb Fetal) 22 (Hb A1) PERÍODO PÓS NASCIMENTO 22 (Hb A2) 

ELETROFORESE DE HEMOGLOBINAS NORMAIS

• • • • • • • • • • Síntese da hemoglobina Transferrina + Fe Apotransferrina Ferritina Protoporfirina Mitocôndria Hemoglobina Heme + Globina Globina • • • • • • • • • • Polirribossomas Eritroblastos Núcleo

Destruição dos eritrócitos Vida média: 100 a 120 dias Papel das enzimas citoplasmáticas capazes de metabolizar a glicose e formar pequena quantidade de ATP membrana eritrocitária frágil: célula se rompe durante sua passagem por algum ponto estreito da circulação. Muitas sofrem autodestruição no baço, ao ficarem espremidas na polpa vermelha

Destruição dos eritrócitos hemoglobina liberada: imediatamente fagocitada por macrófagos em muitas partes do organismo macrófagos liberam o ferro da hemoglobina de volta para o sangue fígado e outros tecidos medula óssea As globinas são degradadas em aas e reaproveitados Heme é metabolizado em bilirrubinas

HEMÓLISE EXTRAVASCULAR

HEMÓLISE INTRAVASCULAR

Hemoglobina Heme macrófago • Sinusóide do baço Eritrócito se rompe aminoácidos Heme (Ferro + transferrina) Bilirrubina Medula óssea Depósitos Hepatócito Ferritina e Hemossiderina Bilirrubina conjugada Bile - urubilinogênio Reabsorção Rim Fezes estercobilina Urina urobilina

Via de Embden-Meyerhoff Via das Pentoses H2O2 GP GSH GSSG GR NADP NADPH Via de Embden-Meyerhoff Glicose 6-fosfato Glicose Frutose 6-fosfato Frutose 1,6-difosfato Gliceraldeído 3-fosfato (GP) 1,3-difosfoglicerato 3-fosfoglicerato 2-fosfoglicerato Fosfoenolpiruvato Piruvato Dihidroxiacetona fosfato (DHAP) PK 6-P Gluconato G-6-PD Pentose P Via da Metemoglobina redutase Via de Rapaport Luebering Metahemoglibina hemoglobina 2,3 difosfoglicerato