SISTEMA HEMATOPOYÉTICOSánchez Cardel Alfonso

Introducción• La sangre esta formada por células sanguíneas

(eritrocitos, plaquetas y glóbulos blancos) y el plasma, en el cual están suspendidas todas las células.

• El sistema hematopoyético abarca a todas las células de la sangre y sus precursores.

• La medula ósea es el lugar donde las células sanguíneas tienen su origen.

• Tejidos linfoides lugar donde las células sanguíneas circulan a medida que se desarrollan y maduran.

• El volumen total de sangre en un adulto normal es de alrededor de 5 litros, lo cual equivale al 7-8% de su peso corporal total.

• La sangre es impulsada a través del aparato cardiovascular por la acción de bomba del corazón para que llegue a todos los tejidos.

Composición de la sangre y formación de células sanguíneas

• Cuando la sangre se separa del sistema circulatorio, coagula.

• El coagulo contiene células sanguíneas y filamentos de fibrina formados por la conversión de la proteína plasmática fibrinógeno.

• Esta rodeado por un liquido amarillo denominado suero.

• La sangre se mantiene sin coagular por el agregado de anticoagulante y luego de centrifugada se separa en capas.

• La capa mas baja contiene eritrocitos (42 al 47% del volumen total) se denomina hematocrito.

• La capa intermedia ( 1%) contiene los leucocitos o capa leucoplaquetaria.

• Por encima de los leucocitos se encuentra una capa delgada de plaquetas que no es observable a simple vista.

• El plasma es un liquido traslucido, amarillento, que se forma por encima de las células, comprende alrededor del 55% del volumen total.

Plasma• Esta constituido por un 90% de agua, 6.5- 8% de

proteínas ( albumina, globulinas y fibrinógeno) y 2% de otras sustancias moleculares pequeñas.

• Lleva las células que transportan gases, ayuda en las defensas del organismo y evita la pérdida de sangre.

• Transporta nutrientes, entrega los productos desechados del metabolismo célular, transporta hormonas y permite en intercambio de mensajeros químicos, participa en el equilibrio electrolítico y acido básico.

Proteínas plasmáticas

• Son los solutos mas abundantes en el plasma, los principales son: albúmina, globulinas y fibrinógeno.

• La albúmina es la mas abundante y constituye alrededor del 54% de las proteínas plasmáticas, se sintetiza en el hígado.

• No difunde a través del endotelio vascular, contribuye a la presión osmótica del plasma, mantiene la presión coloidosmótica.

• Ayuda en el mantenimiento del volumen sanguíneo.

• Es un transportador de ciertas sustancias y como buffer de la sangre.

• Las globulinas comprenden alrededor del 38% de las proteínas plasmáticas.

• Hay 3 tipos de globulinas:

I. Globulinas alfa: transportan bilirrubina y esteroides.

II. Globulinas beta: transportan hierro y cobre.

III. Globulinas gamma: que constituyen los anticuerpos del sistema inmunitario.

Existe otra clasificación:

Inmunoglobulinas

Globulinas no inmunes: son secretadas por el hígado y ayudan a mantener la presión osmótica dentro del aparato cardiovascular.

• Fibrinógeno: constituye alrededor del 7% de las proteínas plasmáticas y se convierte en fibrina en el proceso de la coagulación.

• Es la proteína plasmática mas grande( 340 kDa) se sintetiza en el hígado.

• Esta en concentraciones de 100- 700 mg/ dl.

• Por su tamaño se filtra muy poco fibrinógeno desde los vasos sanguíneos a los líquidos intersticiales.

• El 1% restante de las proteínas circulantes incluye:

I. Electrólitos ( Na, K, Ca, Mg, Cl, HCO3, PO4, SO4)

II. Sustancias nitrogenadas no proteicas ( urea, acido úrico, creatinina, sales de amonio)

III. Sustancias nutritivas ( glucosa, lípidos, aminoácidos)

IV. Gases sanguíneos ( O2, CO2 ,N)

V. Sustancias reguladoras ( hormonas y enzimas)

Células sanguíneas• Las células sanguíneas o elementos formes, no son todas

células verdaderas y la mayoría sobrevive durante solo unos días en la circulación o tejidos.

• No se dividen y por lo tanto deben ser renovadas en forma continua por el proceso de la hematopoyesis.

Eritrocitos• Son los mas numerosos de los elementos formes,

también llamados hematíes.

• Son productos celulares anucleados carentes de los orgánulos típicos.

• Actúan solo dentro del torrente circulatorio, en donde fijan oxígeno a la altura de los pulmones para entregarlo a los tejidos y fijan el CO2 a la altura de los tejidos para llevarlo a los pulmones.

• Su forma es la de un disco bicóncavo con un diámetro de 7,8µm, un espesor de 2,6 µm en su borde y un espesor de o,8 µm en su centro, el volumen medio de un eritrocito es de 90-95 µm cúbicos.

• Esta configuración le confiere la mayor cantidad de superficie posible en relación con su volumen.

• Su longevidad es de 120 días, después de los cuales un 90% sufre fagocitosis por los macrófagos del bazo, médula ósea y el hígado.

• La concentracion de los varones normales por milímetro cubico es de 5.200.000 (±300.000), en las mujeres es de aproximadamente 4.700.000 (±300.000), las personas que viven en altitudes mayores tienen mas eritrocitos.

Hemoglobina• Es una proteína transportadora de oxigeno, tiene un

tamaño de 68 kDa.

• La hemoglobina esta compuesta por cuatro cadena polipeptídicas (globinas α, β, γ, δ) cada una de las cuales forma un complejo con un grupo hemo que contiene hierro.

• Los eritrocitos tienen la capacidad de concentrar la hemoglobina en el liquido celular hasta unos 34 g/ 100 ml de células.

• La concentracion no aumenta por encima de este valor por que este es el limite metabólico del mecanismo formador de la hemoglobina en la célula.

• Existen 3 tipos de hemoglobina:

I. Hemoglobina A ( HbA): que tiene gran prevalencia en los adultos (96%). Contiene dos cadenas α y dos cadenas β.

II. Hemoglobina A2 ( HbA2) que constituye del 1,5-3,5 de la hemoglobina total en los adultos. Contiene dos cadenas α y dos cadenas δ.

III. Hemoglobina F ( HbF): que totaliza menos del 1% de la hemoglobina en los adultos. Contiene dos cadenas α y dos cadenas γ, es lo forma hemoglobínica del feto.

Leucocitos• Constituyen solo el 1% del volumen sanguíneo total.

• Se originan en la médula ósea y circulan a lo largo de los tejidos linfoides del organismo.

• Participan en los procesos inflamatorios e inmunitarios.• Incluyen los granulocitos, los linfocitos y los monocitos.

• El ser humano adulto tiene unos 7000 leucocitos por microlitro de sangre, los porcentajes son los siguientes:

I. Neutrófilos polimorfonucleares 62%

II. Eosinófilos polimorfonucleares 2.3%

III. Basófilos polimorfonucleares 0.4%

IV. Monocitos 5.3%

V. Linfocitos 30%

• Se subclasifican en dos grupos generales, el fundamento de la división es la presencia o la ausencia de gránulos específicos prominentes en el citoplasma.

• Granulocitos: células que tienen gránulos específicos, como son: neutrófilos, basófilos y Eosinófilos.

• Agranulocitos: aquellas células que carecen de gránulos específicos como son: linfocitos y monocitos.

Granulocitos• Son todas las células fagocíticas y se las identifica por

sus gránulos citoplasmáticos.

• Estos son esféricos y tienen núcleos multilobulares característicos.

• Los granulocitos se dividen en 3 tipos según las características tintoriales de los gránulos quedando divididos en:

I. Neutrófilos

II. Basófilos

III. Eosinófilos

Neutrófilos• Las neutrófilos constituyen el 55 – 65% del número total

de los glóbulos blancos.

• Tienen núcleos que se dividen en 3 a 5 lóbulos, por ello se denominan leucocitos polimorfonucleares

• Miden 12µm de diámetro, poseen un núcleo de 2-4 lóbulos unidos por finas hebras de material nuclear.

• Los lóbulos y sus hebras de conexión cambian de forma y posición e incluso de cantidad.

• Los neutrófilos tienen 3 tipos de gránulos:

I. Gránulos específicos: son los gránulos mas pequeños y por lo menos dos veces mas abundantes que los azurófilos, contienen enzimas como la colágenasa del tipo IV, activadores del complemento y otros agentes bacteriostáticos y bactericidas.

II. Gránulos azurófilos: surgen al inicio de la granulopoyesis y aparecen en todos los granulocitos, contienen mieloperoxidasa que es un bactericida muy potente.

III. Granulos terciarios: son de dos tipos unos contienen fosfatasas y otros metaloproteinasas que según se cree facilitan la migración del neutrófilo a través del tejido conjuntivo.

Desarrollo de neutrófilo.

• Después de su liberación de la médula ósea, los neutrófilos están alrededor de 4-8 horas en la circulación antes de pasar a los tejidos.

• Su supervivencia en los tejidos dura de 4 – 5 días.

• Estas células mueren en los tejidos cuando realizan su función fagocítica o mueren de senescencia.

• La concentracion de neutrófilos es de 4000-5000 por µl.

Eosinófilos• Constituyen el 1-3% del numero total del glóbulos blancos

y aumentan de cantidad durante las reacciones alérgicas y las infecciones parasitarias.

• Los Eosinófilos utilizan marcadores de superficie para adherirse al parasito y entonces liberan sus enzimas hidrolíticas.

• El citoplasma contiene dos tipos de gránulos: gránulos específicos y gránulos azurófilos.

• Los gránulos específicos: contienen un cuerpo cristaloide, contienen 4 proteínas principales:

I. Proteína básica mayor (MBP)

II. Proteína catiónica de Eosinófilo (ECP)

III. Peroxidasa del Eosinófilo (EPO)

IV. Neurotóxina derivada del Eosinófilo (EDN)

MBP, ECP y la EPO ejercen un efecto citotóxico sobre los protozoos y los helmintos parásitos.

La EDN causa una disfunción del sistema nervioso en los organismos parásitos.

• Gránulos azurófilos: son lisosomas y contienen una variedad de las hidrolasas acidas lisosómicas habituales y otras enzimas hidrolíticas que actúan en la destrucción de los parásitos y en la hidrolisis de los complejos antígeno-anticuerpo fagocitados por el Eosinófilo.

Basófilos

• Constituyen solo alrededor del 0,3- 0,55 de los glóbulos blancos.

• Los gránulos en los basófilos contienen heparina e histamina.

• Participan en respuestas alérgicas y el estrés.• Los orgánulos típicos son escasos.

• La membrana del basófilo posee abundantes receptores de Fc para los anticuerpos de inmunoglobulina E.

• Además expresa la proteína CD40I, esta interacciones con un receptor de linfocito B, lo que da como resultado el aumento de la sintesis de IgE.

El citoplasma contiene dos tipos de gránulos:

• Gránulos específicos: contienen sustancias como heparina, histamina, heparán sulfato y leucotrienos.

• Gránulos inespecíficos (azurófilos): son los lisosomas de los basófilos y contienen varias sustancias de las hidrolasas ácidas lisosómicas.

Linfocitos• Constituyen el 20-30% del recuento de glóbulos blancos.

• Se originan en la medula ósea a partir de las células madre linfoides, se les denomina agranulocitos.

• Su función en los ganglios linfáticos o el bazo es de defensa contra los microorganismos en la respuesta inmunitaria.

• Representan células inmunocompetentes recirculantes, es decir, células que han adquirido la capacidad de reconocer antígenos y responder a ellos.

• Se pueden identificar 3 grupos de linfocitos deacuerdo a su tamaños; linfocitos pequeños, medianos y grandes, con un diámetro desde 6 – 30 µm.

• La mayoría (90%) posee un diámetro de 6 – 15 µm.

• Los linfocitos grandes son linfocitos activados que poseen receptores superficiales que interactúan con un antígeno específico o bien linfocitos NK.

• La caracterización de los linfocitos tiene su fundamento en la función de las células y no en su tamaño o su morfología.

• Linfocitos T: tienen una vida media prolongada y participan en la inmunidad mediada por células, expresan proteínas marcadoras en su superficie ( CD2, CD3, CD4, CD5, CD7 y CD8) y se clasifican según tengan los marcadores CD4 y CD8.

• CD4 reconoce el MHCll• CD8 reconoce el MHCI

• Los linfocitos T CD8 citotóxicos: son las células efectoras primarias de la inmunidad mediada por células.

• Reconocen antígenos a través de los TRC en células huésped infectadas por virus o células que han sufrido transformación neoplásica.

• Linfocitos T CD4 coadyuvantes: actúan en la inducción de una respuesta inmunitaria frente a un antígeno extraño, el antígeno unido a moléculas del MHCII es presentado por células presentadoras de antígeno, induce la producción de interleucinas y así estimula la proliferación de mas linfocitos.

• Linfocitos T CD45RA supresores o citotóxicos: disminuyen o suprimen la formación de anticuerpos por los linfocitos B, también inhiben la capacidad de los linfocitos T de iniciar una respuesta inmunitaria mediada por células.

• Actúan en la regulación de la maduración celular eritroide en la médula ósea.

• Linfocitos B: tienen una vida media variable y participan en la producción de anticuerpos circulantes.

• En la sangre los linfocitos B maduros expresan IgM e IgD en su superficie, lo mismo que moléculas del MHC II, sus marcadores específicos son CD9, CD19, CD 20 y CD24.

• Linfocitos NK: son programados durante su desarrollo para que destruyan ciertas moléculas infectadas por virus y algunos tipos de células de tumores.

• Sus marcadores específicos son CD16, CD56 y CD94.

Monocitos y macrófagos• Son los glóbulos blancos más grandes y constituyen entre

el 3 y el 8% del recuento total de leucocitos.

• La vida media de los monocitos circundante es de alrededor de 1-3 días.

• Son denominados macrófagos cuando ingresan a los tejidos.

• Engloban materiales extraños mas grandes y en mayor cantidad que los neutrófilos

• Desempeñan un papel importante en la inflamación crónica y también participan en la repuesta inmunitaria mediante la activación de los linfocitos y la presentación del antígeno a los linfocitos T.

• Los macrófagos son conocidos como histiocitos en el tejido conectivo laxo, células de la microglía en el cerebro y células de Kupffer en el hígado.

• Los monocitos son los leucocitos mas grandes en el extendido sanguíneo tienen 18µm de diámetro.

• Aunque se clasifican como agranulocitos, en su citoplasma hay pequeños gránulos que contienen enzimas lisosómicas.

• Durante la inflamación el monocito abandona el vaso sanguíneo, se transforma en macrófago de los tejidos y fagocita el patógeno.

• Es una célula presentadora de antígenos y desempeña un papel importante en las respuestas inmunitarias al degradar parcialmente los antígenos y presentar sus restos al MHC II.

Plaquetas• Derivan de grandes células poliploides situadas en la

médula ósea llamados megacariocitos.

• Actúan mediante la formación de un tapón de plaquetas para controlar la hemorragia después de la lesión en la pared de un vaso.

• Liberan mediadores requeridos para la hemostasia.

• No tienen núcleo, no pueden reproducirse y su vida media es de 8- 10 días.

• Al abandonar la médula ósea las plaquetas circulan en los vasos como estructuras discoides de unos 2-3µm.

• La parte central se llama cromómero o granulómero, mientras que la periferia se llama hialómero.

• Desde el punto de vista estructural las plaquetas pueden dividirse en 4 zonas según su organización y su función: zona periférica, zona estructural, zona de orgánulos y zona membranosa.

• Zona periférica: consiste en la membrana celular cubierta por una gruesa capa superficial de glucocáliz (compuesto de glucoproteínas, glucosaminoglucanos y algunos factores de la coagulación).

• Zona estructural: está compuesta por microtúbulos, filamentos de actina, miosina y proteínas fijadoras de actina, que forman una red de sostén para la membrana plasmática.

• Zona de orgánulos: ocupa el centro de la plaqueta y contiene mitocondrias y peroxisomas, partículas de glucógeno y por lo menos 3 tipos de gránulos dispersos en el citoplasma.

• Gránulos α: de 300-500 nm de diámetro, que contienen principalmente fibrinógeno, factores de la coagulación, plasminógeno y factor de crecimiento derivado de las plaquetas.

• Gránulos δ: menos abundantes, contienen principalmente ADP Y ATP, serotonina e histamina que facilitan la adhesión plaquetaria y la vasoconstricción.

• Gránulos λ: son semejantes a los lisosomas de otras células, contiene abundantes enzimas hidrolíticas.

• Zona membranosa. Esta zona esta compuesta por dos tipos de canales membranosos, el sistema canalicular abierto y el sistema tubular denso.

• Las plaquetas inspeccionan constantemente el revestimiento endotelial de los vasos sanguíneos en busca de brechas o roturas, cuando la pared de un vaso sanguíneo se lesiona o se rompe las plaquetas se adquieren al tejido conjuntivo expuesto en el sitio del daño.

• La adhesión de las plaquetas desencadena su desgranulación y la liberación de serotonina, ADP y Tromboxano A2.

Hematopoyesis

• Comienza en el desarrollo de la 5 semana de gestación y luego continua en el hígado y el bazo.

• Después del nacimiento esta función la asume la médula ósea en forma gradual.

• La médula es una red de tejido conjuntivo que contiene células sanguíneas inmaduras, en los sitios donde la medula ósea es activa desde el punto de vista hematopoyético, es roja por que produce muchos eritrocitos, de ahí el nombre médula ósea roja.

• La médula compuesta sobre todo por células grasa se denomina médula ósea amarilla.

• La médula roja esta restringida a los huesos planos de la pelvis, costillas y el esternón. A medida que una persona envejece, la celularidad de la médula declina.

Precursores de las células sanguíneas

• La sangre de la médula ósea esta formada por 3 tipos de células: células madre que se autorrenuevan, células progenitoras diferenciadas y células sanguíneas funcionales.

• Todas las células precursoras de las series de eritrocitos, mielocitos, linfocitos y megacariocitos derivan de una población pequeña de células primitivas denominadas células madre pluripotenciales.

• Su potencial de por vida para la proliferación y autorrenovación las convierte en una fuente indispensable.

Regulación de la hematopoyesis

• Las células sanguíneas se producen en cantidades diferentes según las necesidades y los factores reguladores.

• Esta regulación de las células esta mediada por los factores de crecimiento similares a hormonas denominadas citocinas.

• Estas son una familia de glucoproteínas que estimulan la proliferación, diferenciación y activación funcional de los diversos precursores de las células sanguíneas en la médula ósea.

• Algunas citocinas son factores estimuladores de colonias, que fueron denominados así por su capacidad de estimular el crecimiento de colonias de células sanguíneas en el cultivo.

• Eritropoyetina: estimula la proliferación de eritrocitos

• Factor estimulador de colonias de monocitos y granulocitos (GM-CSF): estimula la proliferación de granulocitos, monocitos, eritrocitos y megacariocitos.

• Factor estimulador de colonias de granulocitos (G-CSF):estimula la proliferación de neutrófilos

• Factor estimulador de colonias de macrófagos ( M-CSF): induce colonias de macrófagos y trombopoyetina.

• Factor estimulador de plaquetas (TPO).

• Otras citocinas como las interleucinas(IL), interferones (IFN) y el factor de necrosis tumoral (TNF), apoyan la proliferación de células madre y el desarrollo de linfocitos y actúan en forma sinérgica para ayudar a las funciones múltiples de los CSF.

Hemograma• Proporciona información sobre el número de células

sanguíneas y sus características estructurales y funcionales.

• Hemograma completo (HC), determina el numero de eritrocitos, leucocitos y plaquetas por unidad de sangre.

• Las mediciones de hemoglobina, hematocrito, volumen corpuscular medio (VCM), concentracion hemoglobínica corpuscular media (CHCM) y hemoglobina corpuscular media (HCM) se incluyen habitualmente en el HC.

Eritrosedimentación• La velocidad de Eritrosedimentación es una prueba para

monitorizar las variaciones en la evolución clínica de una enfermedad.

• Es la distancia en milímetros que recorre una columna de glóbulos rojos en una hora.

• Los valores normales son 1- 3 mm/hora para los hombres y de 20 mm/ hora en las mujeres.

Aspiración y biopsia de Médula Ósea

• Las pruebas para evaluar la médula ósea se realizan mediante la aspiración o biopsia de médula ósea.

• Se realiza con una aguja especial insertada en la cavidad de la médula ósea de donde se retira una muestra.

• Suele realizarse en la de la cresta ilíaca posterior en todas las personas mayores de 12 – 18 meses de edad.

• Los extendidos teñidos son sujetos a diversos estudios: determinación de recuentos de células eritroides y mieloides, recuentos celulares diferenciales, búsqueda de células anormales ,etc.

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