Ερυθρά Σειρά. Ε. Παρασκευά Αναπλ. Καθηγήτρια Κυτταρικής Φυσιολογίας, Τμήμα Ιατρικής, Παν. Θεσσαλίας

Transcript

1 Ερυθρά Σειρά Ε. Παρασκευά Αναπλ. Καθηγήτρια Κυτταρικής Φυσιολογίας, Τμήμα Ιατρικής, Παν. Θεσσαλίας

2 Ερυθρά αιμοσφαίρια Σύνολο των ερυθροκυττάρων: / mm 3 αίματος Συγκέντρωση αιμοσφαιρίνης: 14 ή 16 g/ 100 ml Τα ερυθροκύτταρα στερούνται πυρήνα και οργανιδίων Μέση διάρκεια ζωής = 120 μέρες 1% (250x10 6 ) ερυθρά καταστρέφονται κάθε μέρα Σπλήνας και ήπαρ 2

3 Σχήμα αμφίκοιλου δίσκου: εξαρτάται από την συγκέντρωση ιόντων στο εξωτερικό του κυττάρου Υψηλή αναλογία επιφάνειας/όγκου ü Ευκαμψία ü Αποτελεσματική ανταλλαγή αερίων Body smart : RBCs 3

4 Λειτουργίες των Ερυθροκυττάρων: ü μεταφορά αιμοσφαιρίνης- μεταφορά οξυγόνου από τους πνεύμονες στους ιστούς ü μεταφορά CO 2 με τη μορφή HCO 3 - από τους ιστούς στους πνεύμονες - καρβονική ανυδράση ü ρύθμιση της οξεοβασικής ισορροπίας - αιμοσφαιρίνη 4

5 Αιμοσφαιρίνη Αίµη Αιμοσφαιρίνη Α (α 2 β 2 ) 5

6 Ανταλλαγή αερίων στα Ερυθρά αιμοσφαίρια Καρβονική ανυδράση Bodysmart:Ερυθρά αιµοσφαίρια 6

7 ΔΕΙΚΤΕΣ ΕΡΥΘΡΩΝ ΑΙΜΟΣΦΑΙΡΙΩΝ Συγκέντρωση αιμοσφαιρίνης Αιματοκρίτης Ολική μάζα ερυθρών Αριθμός ερυθρών Μέσο μέγεθος ερυθρών Μέση συγκέντρωση αιμοσφαιρίνης 7

8 Αιματοκρίτης Το ανθρώπινο σώμα περιέχει περίπου 5lt αίματος τα οποία αντιστοιχούν σε 7% του βάρος του. Ø Τα ερυθροκύτταρα αντιστοιχούν σε περίπου 45% του όγκου του αίματος, Ø τα λευκοκύτταρα σε περίπου 1% Ø και το πλάσμα στον υπόλοιπο όγκο. Αιματοκρίτης: η εκατοστιαία αναλογία των κυττάρων (ερυθροκυττάρων) στο συνολικό όγκο του αίματος. Bodysmart: Αιματοκρίτης 8

9 Ο αιματοκρίτης σε διάφορες συνθήκες 9

10 Τ.Κ.Ε. (Ταχύτητα Καθίζησης Ερυθρών αιµοσφαιρίων) Τα ερυθρά αιµοσφαίρια καθιζάνουν επειδή η πυκνότητα τους είναι µεγαλύτερη από την πυκνότητα του πλάσµατος. Η ΤΚΕ είναι µια απλή µη-ειδική εξέταση που διερευνά έµµεσα την παρουσία φλεγµονής. Αντικατοπτρίζει την τάση των ερυθρών αιµοσφαιρίων να καθιζάνουν γρηγορότερα σε παθολογικές καταστάσεις, συνήθως εξαιτίας ü της αύξησης του ινωδογόνου, των ανοσοσφαιρινών και πρωτεϊνών οξείας φάσης στο πλάσµα ü αλλαγών στο σχήµα και στον αριθµό των ερυθρών αιµοσφαρίων.

11 Ερυθροποίηση 11

12 Αιµοποιητικοί παράγοντες που επηρεάζουν την ερυθροποίηση Τα ερυθροκύτταρα παράγονται από βλαστικά κύτταρα στο μυελό των οστών ü ερυθροποιητίνη ü ιντερλευκίνη-3 (IL-3) Οι κυτ. διαιρέσεις στην ερυθρά σειρά κάτω από την επίδραση της ερυθροποιητίνης επιτρέπουν τον έλεγχο της παραγωγής ερυθροκυττάρων χωρίς να διαταράσσεται η παραγωγή των άλλων τύπων κυττάρων του αίματος. ιντερλευκίνη-3 (IL-3) επιβίωση & πολλαπλασιασμός Τα BFC-Es είναι ενταγμένα στην ερυθρά σειρά - πρόγονοι των CFC-Es ερυθροποιητίνη επιβίωση & πολλαπλασιασμός - απόσυρση οδηγεί σε απόπτωση 6 περίπου κυτταρικές διαιρέσεις 60 ερυθροκύτταρα 12

13 Τα στάδια διαφοροποίησης των ερυθρών IL3-> Epo-> 13

14 Ρύθμιση της παραγωγής ερυθροκυττάρων Η ολική μάζα των ερυθροκυττάρων στο αίμα παραμένει σταθερή ü να γίνεται επαρκής οξυγόνωση των ιστών ü να μην παρακωλύεται η κανονική ροή του αίματος Ερυθροποιητικά βλαστικά κύτταρα Ερυθροποιητίνη Προερυθροβλάστες Ερυθροκύτταρα Οξυγόνωση των ιστών Μείωση 14

15 Ερυθροποιητίνη (Epo) Υποξία Αιμόλυση éhif Ø Επαγωγή σε συνθήκες ελαττωμένης προσφοράς O 2 - νεφροί Υποξία Αιμόλυση Ø Απουσία ερυθροποιητίνης η υποξία δεν προκαλεί διέγερση της παραγωγής ερυθροκυττάρων Ø Η δράση της ερυθροποιητίνης παραμένει σε συνθήκες ελαττωμένης προσφοράς O 2 μέχρι να αποκατασταθεί η προσφορά O 2 μέχρι να παραχθούν ικανοποιητικά ποσά ερυθροκυττάρων που να μεταφέρουν επαρκή ποσά O 2 στους ιστούς Η έκφραση της Εpo ρυθμίζεται από τον επαγώμενο από την υποξία παράγοντα HIF (Hypoxia Inducible Factor) 15

16 Ρύθμιση του HIF από το οξυγόνο éo 2 êhif êepo Συμπλοκοποιητές Fe CoCl 2 ROS êo 2 éhif éepo Οι υδροξυλάσες προλίνης (PHDs) χρησιμοποιούν Ο 2 για να τροποποιήσουν τον HIF-1α στη νορμοξία και προκαλούν την αποικοδόμησή του.

17 Ο ρόλος των νεφρών στην παραγωγή της ερυθροποιητίνης Μεσαγγειακά κύτταρα αγγειώδους σπειράματος έκκρινουν ερυθροποιητίνη σε PΟ 2 ü ικανά λόγω θέσης να ανιχνεύουν το βαθμό κορεσμού με Ο 2 του αρτηριακού αίματος Επιθηλιακά κύτταρα στο τοίχωμα των ουροφόρων σωληναρίων ü μειωμένη απόδοση Ο 2 από τα περισωληναριακά τριχοειδή προς τα κύτταρα των σωληναρίων (περιπτώσεις αναιμίας) Μη νεφρικός ανιχνευτής της τάσης Ο 2 ü στέλνει σήμα (νορεπινεφρίνη, επινεφρίνη, προσταγλαδίνες) προς τους νεφρούς 17

18 80-90% της ερυθροποιητίνης παράγεται στους νεφρούς 10-20% της ερυθροποιητίνης παράγεται από άλλους ιστούς- κυρίως από το ήπαρ: παραγωγή 1/3 1/2 των απαραίτητων ερυθροκυττάρων Αφαίρεση ή καταστροφή νεφρών σοβαρή αναιμία 18

19 Μέσος όρος ζωής & Καταστροφή των Ερυθροκυττάρων Μυελός οστών Διάρκεια ζωής 120 µέρες καταστροφή σπλήνας γερασµένα φαγοκύττωση παραγωγή έλεγχος υγιή ü Κυκλοφορούν στο αίμα ~ 120 ημέρες ü Δεν έχουν πυρήνα, μιτοχόνδρια & ενδοπλασματικό δίκτυο ü Μεταβολίζουν γλυκόζη και παράγουν ATP διατήρηση ευκαμψίας της κυτ. μεμβράνης μεταφορά ιόντων μέσα από την κυτ. μεμβράνη διατήρηση του Fe της αιμοσφαιρίνης στη σιδηρομορφή αποτροπή οξείδωσης πρωτεϊνών ü Μείωση της δραστηριότητας καθώς τα κύτταρα γερνάνε ü Η κυτταρική μεμβράνη γίνεται εύθραυστη ü Ρήξη κατά τη δίοδο από κάποιο στενό σημείο του κυκλοφορικού ü Κατατεμαχισμός στο σπλήνα ü Φαγοκύττωση των κατεστραμμένων ερυθρών μυελός των οστών λεμφαδένες σπλήνας ήπαρ 19

20 Παράγοντες που επηρεάζουν την παραγωγή ερυθροκυττάρων 20

21 Βιταμίνης Β 12 & Φυλλικό οξύ Φυλλικό οξύ: απαραίτητο για τη σύνθεση θυμίνης ανεπάρκεια οδηγεί σε διαταραχή της διαίρεσης των κυττάρων βρίσκεται σε φυλλώδη φυτά, προζύμι, ήπαρ Β 12 (κοβαλαμίνη):προαπαιτείται για τη δράση του φυλλικού βρίσκεται μόνο σε ζωικά προϊόντα για την απορρόφησή της από το γαστρεντερικό σωλήνα απαιτείται ενδογενής παράγοντας (εκκρίνεται από το στομάχι) αποθήκευση στο ήπαρ σε μεγάλα ποσά 21

22 Αιτίες ανεπάρκειας φυλλικού και Β 12 : Ανεπάρκεια απορρόφησης Β 12 από το γαστρεντερικό σωλήνα- έλλειψη ενδογενούς παράγοντα (κακοήθης αναιμία) φυλλικού οξέος από το λεπτό έντερο (ιδιοπαθής στεατόρροια) Αυστηρά χορτοφαγική δίαιτα Παθολογική μορφολογία Ερυθροβλάστες:μέγεθος μεγαλύτερο από το κανονικό (μεγαλοβλάστες) Ερυθροκύτταρα: ü εύθραστη κυτ. μεμβράνη ü ακανόνιστο-ωοειδές σχήμα ü μεγάλο μέγεθος Αίτιο μείωση της σύνθεσης DNA-επιβράδυνση της κυτ. διαίρεσης λάθη σε γονίδια-παθολογικά δομικά συστατικά της κυτ. μεμβράνης & του κυτταροσκελετού κανονικός σχηματισμός RNA-πρωτεϊνική σύνθεση (αιμοσφαιρίνη) αύξηση μεγέθους 22

23 Σίδηρος Συστατικό της αίμης Περίπου 4g σιδήρου υπάρχουν στο ανθρώπινο σώμα 65% στην αιμοσφαιρίνη 4% στην μυοσφαιρίνη 1% σε ενώσεις της αίμης 0.1% στο πλάσμα του αίματος με τρανσφερρίνη 15-30% αποθηκευμένο στη φερριτίνη στο ήπαρ Αποθήκευση & Ανακύκληση του Σιδήρου 23

24 Ομοιοστατικός Έλεγχος του Ισοζυγίου Σιδήρου Διαταραχή στο ισοζύγιο σιδήρου Ανεπάρκεια: ανεπαρκής παραγωγή αιμοσφαιρίνης (αναιμία) Πλεόνασμα: τοξικά αποτελέσματα (αιμοχρωμάτωση) 24

25 Ο κύκλος ζωής των ερυθροκυττάρων 25

26 Σχηματισμός και καταστροφή των ερυθροκυττάρων

27 Αναιμία α. η μείωση του αριθμού των ερυθροκυττάρων β. η ελάττωση της συγκέντρωσης αιμοσφαιρίνης ανά ερυθροκύτταρο γ. ο συνδυασμός τους Συνέπειες μείωση της γλοιότητας του αίματος μείωση της αντίστασης των περιφερικών αγγείων διαστολή των αγγείων των ιστών λόγω υποξίας αύξηση της επανόδου αίματος & αύξηση του μηχανικού έργου που επιτελείται από την καρδιά υποξία των ιστών και καρδιακή ανεπάρκεια κατά τη μυϊκή δραστηριότητα Bodysmart: Αναιµία 27

28 Αιτίες αναιμίας και κλινικά χαρακτηριστικά Συγκέντρωση αιμοσφαιρίνης Αιματοκρίτης Αριθμός ερυθρών Αναιμία Hb, Hct Μειωμένος αριθμός δικτυερυθροκυττάρων Αυξημένος αριθμός δικτυερυθροκυττάρων Μέσο μέγεθος ερυθρών Μειωμένη παραγωγή ερυθρών Φυσιολογική μορφολογία κυττάρων: Βλάβη μυελού Νεφρική ανεπάρκεια (χαμηλή Epo) Ανώμαλη μορφολογία κυττάρων: Ανεπάρκεια Φολικού / Βιταμίνης Β12 Αυξημένη απώλεια ερυθρών Αιμορραγία Αιμόλυση

29 Αιτίες διατροφική ανεπάρκεια σιδήρου, φυλλικού οξέος ή Β12 (μεγαλοβλαστική αναιμία) ανεπάρκεια του μυελού των οστών (απλαστική αναιμία) (μικροκυτταρική υπόχρωμη αναιμία) ανεπαρκής έκκριση ερυθροποιητίνης Μεγαλοβλαστική αναιµία Δρεπανοκυτταρική αναιµία απώλεια αίματος (αιμορραγία) που οδηγεί σε ανεπάρκεια σιδήρου υπέρμετρη καταστροφή ερυθροκυττάρων (δρεπανοκυτταρική αναιμία, κληρονομική σφαιροκυττάρωση), ερυθροβλάστωση νεογνών), (επίδραση φαρμάκων ανεπάρκεια G6PD) Ερυθροβλάστωση νεογνών Μικροκυτταρική υπόχρωµη αναιµία 29

30 Kληρονομική σφαιροκυττάρωση Μεταλλάξεις σε πρωτεϊνες της κυτ. μεμβράνης των ερυθροκυττάρων Αλλαγές στο σχήμα και την ευελιξία της κυτ. μεμβράνης Καταστροφή των σφαιροκυττάρων στο σπλήνα Σπεκτρίνη Διαμεμβρανική πρωτεϊνική ζώνη 3 Αγκυρίνη 30

31 Δρεπανοκυτταρική αναιμία 31

32 Οι ασθενείς με δρεπανοκυτταρική αναιμία έχουν μεγαλύτερη πιθανότητα επιβίωσης σε προσβολή από ελονοσία. 32

33 Πολυκυταιμία ü Αυξημένος αριθμός ερυθροκυττάρων στο αίμα ü Αύξηση της γλοιότητας του αίματος ü Δυσκολία ροής διαμέσου των αγγείων Δευτεροπαθής πολυκυταιμία 6-8 εκατομμύρια / mm 3 Απόκριση σε υποξία των ιστών καρδιακή ανεπάρκεια διαβίωση σε μεγάλο υψόμετρο Γνήσια πολυκυταιμία 7-8 εκατομμύρια / mm 3 Αιματοκρίτης 60-70% Νεοπλαστική κατάσταση αιμοποιητικών οργάνων Συνήθως ταυτόχρονη υπέρμετρη παραγωγή λευκών και αιμοπεταλίων Αύξηση του ολικού όγκου του αίματος Bodysmart: Πολυκυταιµία 33

34 Ομάδες Αίματος - Σύστημα ΑΒΟ Α και Β αντιγόνα Τα γλυκολιπίδια ως καθοριστές των ομάδων αίματος 34

35 Αντι-Α και αντι-β αντισώματα Τα αντι-α και αντι-β είναι του τύπου IgM και παράγονται μετά το πρώτο εξάμηνο χωρίς προηγούμενη έκθεση σε Α και Β αντιγόνα (φυσικά αντισώματα) Έκθεση σε αβλαβή εντερικά βακτήρια σε πρώιμη ηλικία Bodysmart: Οµάδες αίµατος ΑΒΟ 35

36 Οι ομάδες αίματος ανακαλύφθηκαν το 1901 από τον Αυστριακό Karl Landsteiner The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1930 was awarded to Karl Landsteiner "for his discovery of human blood groups". 36

37 Ομάδες ΑΒΟ & Μετάγγιση Αίματος Στην περίπτωση μετάγγισης μη συμβατού αίματος τα αντισώματα του δέκτη αντιδρούν με τα αντίστοιχα αντιγόνα στην επιφάνεια των ερυθροκυττάρων του δότη. Προκαλείται Ø Συγκόλληση ερυθρών απόφραξη μικρών αγγείων καταστροφή & λύση από φαγοκύτταρα Ø Λύση ερυθρών από το σύστημα του συμπληρώματος blood groups.mov 37

38 Συμβατές Μεταγγίσεις Ομάδα Ο: πανδότες Ομάδα ΑΒ: πανδέκτες 38

39 Μη συμβατές μεταγγίσεις αίματος 39

40 Έλεγχος Συμβατότητας Η συμβατότητα του αίματος του δότη και του δέκτη πρέπει να δοκιμάζεται άμεσα με τη διαδικασία που ονομάζεται διασταυρούμενο συνταίριασμα. ü Μείζων διασταύρωση: ο ορός του δέκτη αναμιγνύεται με τα ερυθροκύτταρα του δότη και το μείγμα παρατηρείται για συγκόλληση των ερυθροκυττάρων. ü Ελάσσων διασταύρωση: τα ερυθροκύτταρα του δέκτη αναμιγνύονται με τον ορό του υποψήφιου δότη 40

41 Προσδιορισμός Ομάδας Αίματος ΑΒΟ - αντια αντιβ Ομάδα Α Β ΑΒ Ο 41

42 Ομάδα Rhesus Ο παράγοντας Rhesus (Rh) απομονώθηκε αρχικά στον πίθηκο Rhesus. Τα ανθρώπινα ερυθροκύτταρα είναι Rh+ αν φέρουν τον παράγοντα Rh (87% των Δυτικοευρωπαίων) και Rh- όταν δεν το έχουν. Τα αντισώματα που αφορούν το σύστημα Rh, δεν υπάρχουν φυσιολογικά στο αίμα πριν από την έκθεση σε Rh+ ερυθροκύτταρα. Ένας λήπτης Rh- θα αναπτύξει αντισώματα ενάντια στον παράγοντα Rh, μόνο αν του χορηγηθεί Rh+ αίμα. 42

43 Ομάδα Rhesus Μετάγγιση Αίματος 43

44 Ομάδα Rhesus Ερυθροβλάστωση / Αιμολυτική νόσος νεογνών Πρώτη κύηση (Μητέρα Rh - - παιδί Rh + ) Κατά τον τοκετό Rh+ ερυθρά του εμβρύου περνούν στην κυκλοφορία της μητέρας προκαλώντας την παραγωγή αντι-rh Επόμενη κύηση (Μητέρα Rh - - παιδί Rh + ) Τα αντι-rh διασχίζουν τον πλακούντα & αιμολύουν τα Rh+ ερυθρά του εμβρύου σοβαρή αναιμία Θεραπεία: αντικατάσταση του αίματος του νεογνού με Rh- αίμα. Πρόληψη: χορήγηση στη μητέρα αντι-rh αντισωμάτων αμέσως μετά τον τοκετό ενός Rh+ παιδιού. Τα αντι-rh συνδέονται με τα αντιγόνα των Rh+ ερυθροκυττάρων στο αίμα της μητέρας και εμποδίζουν την παραγωγή αντισωμάτων. 44

45 An Online Examination of Human Anatomy and Physiology (Textbook Prototype) 45

46 Αναφορά ιατρικού περιστατικού (Case report) Γυναίκα, 61 ετών, επισκέπτεται τον οικογενειακό της ιατρό και αναφέρει ισχυρή κόπωση η οποία έχει χειροτερεύσει σημαντικά τους τελευταίους 6 μήνες. Τα αποτελέσματα γενικής εξέταση αίματος είναι Χαμηλός αιματοκρίτης (Hct 24%) Χαμηλή συγκέντρωση αιμοσφαιρίνης (Hb 8g/dL) Και χαμηλός αριθμός ερυθρών (RBC 2.6X10 12 /L) Ο μέσος όγκος ερυθρών και ο αριθμός δικτυοκυττάρων είναι φυσιολογικά. Η ασθενής έχει. αναιμία. Α. Μακροκυτταρική αναιμία Β. Μικροκυτταρική αναιμία Γ. Νορμοκυτταρική, υποπολλαπλασιαστική αναμία (αδυναμία παραγωγής ερυθρών) Δ. Νορμοκυτταρική, υπερπολλαπλασιαστική αναιμία (απώλεια ερυθρών) Γ. Νορμοκυτταρική, υποπολλαπλασιαστική αναμία (αδυναμία παραγωγής ερυθρών) 46

47 Αποτελέσματα Γενικής Αίματος 5 ασθενών Αναφορά ιατρικού περιστατικού (Case report) Ποια αποτελέσματα είναι πιθανότερο να ανήκουν σε 1. Φυσιολογικό 16-χρονο κορίτσι 2. Φυσιολογικό 16-χρονο αγόρι 3. Ασθενή με αναιμία που οφείλεται σε ανεπάρκεια σιδήρου 4. Ασθενή με θαλασσαιμία 5. Ασθενή με ανεπάρκεια βιταμίνης Β12 Β C A A E C D Φυσιολογικές τιμές Hb (g/dl) A: Γ: Hct (%) A: Γ: RBC (Red Blood Cells) (x10 12 /l) A: Γ: MCV (Mean Cell Volume) (fl) MCHC (Mean Cell Haemoglobin Concentration) (g/l)

48 Αίμα - Μυελική αιμοποίηση - Ερυθρά σειρά Vander Φυσιολογία του Ανθρώπου Κεφ. 14, Μέρος Α: ΑΙΜΑ σελ. 512 "Ganong's Ιατρική Φυσιολογία Κεφ. 3: Ανοσία Λοίμωξη και Φλεγμονή Παράγοντες που διεγείρουν τα κοκκιοκύτταρα και τα μακροφάγα σελ Κεφ. 31 : Το αίμα ως κυκλοφορούν υγρό σελ Κεφ. 38 : Ρύθμιση της σύστασης του εξωκυττάριου υγρού και όγκου Ερυθροποιητίνη σελ. 820 Προσοχή: Λάθος στην παράγραφο «Ρύθμιση της έκκρισης της ΕΡΟ» σελ