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Este texto explica as funções importantes do sangue, incluindo transporte de gases, nutrientes, substâncias de resíduo e hormônios, regulação térmica e tamponamento do ph. Além disso, aborda as características e funções de diferentes tipos de células sanguíneas, como eritrócitos, leucócitos e plaquetas, e a necessidade de populações celulares que geram células maduras. O texto também discute a estrutura do sistema de células hematopoiéticas e o processo de eritropoiese.
O que você vai aprender
Tipologia: Notas de estudo
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MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DE PELOTAS INSTITUTO DE BIOLOGIA CURSO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS
Monografia de conclusão de curso
Campus Universitário s/nº Caixa Postal: 354 CEP: 96010- Pelotas – RS – Brasil gracieletimm@yahoo.com.br
2005
Pelotas Estado do Rio Grande do Sul – Brasil Julho 2005
MONOGRAFIA apresentada ao Instituto de Biologia da UNIVERSIDADE FEDERAL DE PELOTAS, como requisito parcial à obtenção do título de Bacharel e Licenciado em Ciências Biológicas
Orientadora: MsC. Ana Paula da Silva Ferreira Banca Examinadora: Prof. Dra. Beatriz Helena Gomes Rocha Prof. MsC. Marta de Sousa Voltan MsC. Ana Paula da Silva Ferreira
Que a voz Natureza que sente Expresse dentro da gente A dor de florestas queimadas Águas escuras, animais... Que a dor de um poeta que exclama O mundo que conspira E cria a cantiga inspirada na vida Que aos poucos se vai
Cego no espaço Caminha o planeta Perdido ao universo Da mãe Natureza Marquinho Brasil
Figura 1. Hemopoiese............................................................................................
Figura 2. Esquema que representa os compartimentos das populações de células hematopoiéticas.....................................................................................................
Figura 3. Hematócrito.............................................................................................
Figura 4. Molécula de Hemoglobina.......................................................................
Figura 5. Célula falciforme......................................................................................
O sangue constitui o principal sistema de transporte no organismo, portanto todas as funções que lhe são atribuídas são inteiramente dependentes de sua circulação. Sendo assim, as funções do sangue possuem uma relação estreita com o sistema circulatório, que se encarrega de cria que o sangue circule e seja, assim, distribuído por todo organismo (CINGOLANI & HOUSSAY, 2004).
Devido a sua característica de transporte, o sangue participa de forma direta ou indireta de todas as funções do organismo: função transporta os gases respiratórios, oxigênio e dióxido de carbono; função nutritiva: o sangue transporta os nutrientes necessários para a vida celular, obtidos no sistema digestório ou nos órgãos de reserva, e os transfere ao líquido intersticial; função excretora: o sangue transporta as substâncias de resíduo metabólico, que devem ser eliminadas do organismo, para os órgãos de excreção; função imunológica: o sangue transporta células especializadas e substâncias químicas denominadas anticorpos, que formam parte do sistema de defesa do organismo contra a invasão de agentes estranhos; função de comunicação hormonal: o sangue transporta hormônios que, a partir de seus locais de produção nas células endócrinas, devem chegar a outras células para influenciar suas ações; função de regulação térmica: o sangue, por sua rápida circulação, distribui o calor e tende a igualar as temperaturas das distintas partes do corpo; além disso, quando necessário, contribui para a perda de calor a partir da tamponante do pH: o sangue possui importantes sistemas de tamponamento do pH que contribuem para manter constante a concentração de íons hidrogênio nos líquidos corporais (CINGOLANI & HOUSSAY, 2004).
O sangue é a massa líquida contida num compartimento fechado, o aparelho circulatório, que a mantém em movimento regular e unidirecional, devido essencialmente às contrações rítmicas do coração. O volume total de sangue, a volemia, em um indivíduo normal, representa aproximadamente 8% do peso corporal nos homens: 5,6 litros e nas mulheres: 4,5 litros (CONSTANZO, 2004).
O tecido sanguíneo é constituído por três tipos celulares principais, eritrócitos, leucócitos e plaquetas, suspensas em uma fase líquida denominada plasma, que contém além das células um amplo espectro de proteínas, substâncias orgânicas e inorgânicas, hormônios e outros componentes. Cerca de 95% do plasma é composto de água, o que facilita a circulação dos componentes do sangue.
Todas as classes e subclasses celulares sanguíneas apresentam três traços característicos: 1) a maioria das células dentro de cada classe são células maduras e geralmente muito diferenciadas; 2) a maioria das células maduras possui uma vida média curta, de semanas ou dias; 3) com exceç todas as células sangüíneas maduras são incapazes de realizar atividade proliferativa, ou seja, perderam a capacidade de efetuar mitose (CINGOLANI & HOUSSAY, 2004).
A limitada vida média das células sangüíneas maduras e sua incapacidade de realizar mitose tornam necessária a existência de populações celulares cuja função é gerar células maduras de cada tipo de célula sangüínea. Essas populações celulares constituem as chamadas células poiéticas ou geradoras. ticas são aquelas com capacidade proliferativa e maturativa para gerar eritrócitos maduros, enquanto que as células granulopoiéticas são aquelas que geram granulócitos. Todo o sistema de populações celulares que geram células sangüíneas recebe o nome de sistema de células hematopoiéticas ou sistema hematopoiético (CINGOLANI & HOUSSAY, 2004).
Anemia é o termo comum para indicar redução da taxa de hemoglobina abaixo de um valor entre 13-15 g/dl para indivíduos que estão ao nível do mar e apresentam um volume sanguíneo total normal, a diminuição do número de eritrócitos (oligocitemia) não serve por si só, para embora com freqüência esteja presente em quase toda a anemia (LORENZI, 2003).
As anemias são provocadas por vários fatores e são classificadas segundo dois critérios, morfológico e etiopatológico. Morfologicamante, as anemias são classificadas quanto ao aspecto dos eritrócitos circulantes, porém não indica a causa do processo anêmico, a qual é fornecida pelo critério etiopatológico (LORENZI, 2003).
amadurecer, cada uma dá origem a uma família de células perfeitamente caracterizadas e diferenciáveis entre si até chegar a formar, respectivamente, os eritrócitos, os leucócitos e as plaquetas. Porém, essas células precursoras, morfologicamente conhecidas, possuem escassa atividade proliferativa e, à medida que se reproduzem, diferenciam-se e amadurecem. Em determinado momento do processo perdem a propriedade de reproduzir-se e apenas continuam sua maturação final até a produção das células funcionais (leucócitos, eritrócitos e plaquetas), que passam para o sangue. Sendo assim, tratam-se de populações celulares que não se auto-renovam (CINGOLANI & HOUSSAY, 2004).
Figura 1. Hemopoiese. Fonte: Anatomy and Physiology: The Unity of Form and FunctionSecond Edition, Kenneth S. Saladin, 2002.
Célula- Tronco
Células comprometidas
Precursores celulares Células maduras
Hemocitoblasto
Pré-eritroblasto
Megacarioblasto
UnidadeFormadora de colônia
Progenitor T
Progenitor B
EritroblastoNormoblasto Reticulócito Eritrócito
Megacariócito
Plaquetas
MIeloblasto Meilócito neutrofilíco
Mielócito eosinofilíco
Monoblasto Mielócito basofilíco
Precursor T
Precursor B
Neutrófilo
Eosinófilo
Basófilo
Monócito Linfócito T
Linfócito B
Todos os fatores relatados levaram à necessidade de postular a existência de um ou mais tipos de células muito primitivas, que permitiriam manter a hemopoiese normal durante toda a vida do indivíduo, para dar origem continuamente , às células precursoras mencionadas (CINGOLANI & HOUSSAY, 2004, JUNQUEIRA & CARNEIRO, 1999).
Essas células muito primitivas, não-caracterizadas morfologicamente mas sim fisiologicamente, denominam-se células hemopoiéticas tronco pluripotentes: CHTPs (stem cells) (AUERBACH, HUANG & LISHENG, 1996).
A concentração de CHTPs na medula óssea é de 1 a 2 em cada 1000 células nucleadas. Por meio de drogas citotóxicas, estabeleceu-se que só uma pequena parte de sua população encontra-se em ciclo celular (1 a 25%), ou seja, quando é sintetizado ácido desoxirribonucléico (DNA) para poder multiplicar-se, em consonância com as necessidades hemopoiéticas do momento (CINGOLANI & -tronco possuem a habilidade de escolher entre a auto-renovação prolongada ou a diferenciação. Elas foram identificadas em vários tecidos adultos de mamíferos, como epitélio, sangue, e tecido germinativo, onde contribuem para reposição celular normal, que ocorre por senescência ou injúria (ODORICO, KAUFMAN & THOMSON, 2001).
As populações das células hemopoiéticas (Figura 2) possuem cinco compartimentos consecutivos, cada um dos quais se origina no que o precede, exceto o compartimento de CHTPs, cujas células auto mantêm sua população:
celular, como fibras de colágeno, reticulina e proteínas adesivas (laminina, proteoglicanos, fibronectina, hemonectina), - oferecem às células hemopoiéticas ambiente e mediadores celulares (citocinas) adequados para sua manutenção, reprodução e diferenciação. Esse tecido denomina-se hemopoiético.
3.1. ERITRON
Os eritrócitos circulantes possuem três características importantes:
As duas últimas características determinam que devam ser formados de rocesso que recebe o nome de eritropoiese) e que exista no organismo um compartimento gerador, constituído pelas denominadas células eritropoiéticas, as quais, mediante processos de proliferação e de maturação, darão origem aos eritrócitos maduros, que cumprirão suas funções de transporte em um compartimento funcional o sangue (CINGOLANI & HOUSSAY, 2004).
Os eritrócitos maduros circulantes e as células eritropoiéticas formam, em seu conjunto, o erítron, que pode ser considerado como um órgão que possui uma porção fixa (éritron fixo), constituída pelas células eritropoiéticas relativamente fixas nos órgãos eritropoiéticos, e uma porção circulante (éritron circulante), representada pelos reticulócitos e pelos eritrócitos maduros do sangue (CINGOLANI & HOUSSAY, 2004).
É conveniente dividir as células do éritron em quatro categorias: 1) células nucleadas ou blastos (proeritroblastos, eritroblastos), 2) reticulócitos medulares, 3) reticulócitos sangüíneos e 4) eritrócitos maduros (JUNQUEIRA & CARNEIRO,1999).
O éritron pode ser definido como uma unidade diferenciada para o transporte de oxigênio e de dióxido de carbono devido ao desenvolvimento de duas importantes proteínas, a hemoglobina e a anidrase carbônica (CINGOLANI & HOUSSAY, 2004).
Durante a embriogênese o tecido eritropoiético origina-se no saco vitelino e passa ao fígado e ao baço. A partir do 5° ao 7° mês de vida intra-uterina, desloca- se, para a cavidade medular do esqueleto, onde reside a partir do nascimento. A distribuição da medula vermelha no ser humano adulto, como já citado, está limitada ao esqueleto axial e à porção proximal dos ossos longos. O tecido eritropoiético é gradativamente substituído por gordura, fenômeno que pode ser reversível (AUERBACH, HUANG & LISHENG, 1996).
A estrutura da medula fornece um ambiente especial para a proliferação e a maturação das células eritropoiéticas, em humanos os fatores mitogênicos são necessários para estimular a proliferação das unidades formadoras de colônias, incluindo entre estes o fator de crescimento derivado das plaquetas (PDGF), o fator de crescimento epidermal (EGF), o fator básico de crescimento dos fibroblastos, o fator β de crescimento e o fator 1 de crescimento tipo insulina (BIANCO et al.,2001).
O eritrócito desenvolve-se a partir de uma célula grande e imatura, o proeritroblasto, que constitui a célula mais imatura do éritron fixo. Essa célula está geneticamente programada para efetuar 3 ou 4 divisões mitóticas e para sintetizar hemoglobina até que cada uma de suas 8 ou 16 células-filhas contenha uma quantidade de moléculas do pigmento calculada em 300 milhões. Esse processo
