Fisiologia del sangue

Introduzione(edit | edit source)

Il sangue è essenziale per la conservazione della vita umana.⁽¹⁾⁽²⁾ È responsabile del trasporto di nutrienti, ormoni, gas e prodotti di scarto nel corpo e svolge un ruolo importante nella difesa immunologica. Il sangue è fondamentale anche per la regolazione omeostatica del pH, della temperatura e di altre condizioni interne. È composto da plasma, piastrine, leucociti (globuli bianchi) ed eritrociti (globuli rossi).⁽³⁾

Nell’uomo adulto circolano circa 4-5 litri di sangue all’interno dei vasi sanguigni.⁽⁴⁾⁽⁵⁾ Il volume totale del sangue rappresenta circa il 7-8% del peso corporeo totale negli adulti sani.⁽⁶⁾

Plasma sanguigno(modifica | fonte edit)

Il plasma sanguigno è un liquido giallastro chiaro che costituisce circa il 55% del volume totale del sangue.⁽⁶⁾ Agisce come base fluida del sangue ed è composto dal 91% di acqua e dal 9% di solidi, tra cui coagulanti, proteine plasmatiche, elettroliti e immunoglobuline.⁽⁷⁾

Durante lo sviluppo embrionale, il plasma sanguigno si forma dalle cellule mesenchimali. L’albumina si forma per prima, seguita dalla globulina e poi dalle altre proteine plasmatiche. Negli adulti, le cellule reticoloendoteliali del fegato sono le principali responsabili della produzione di plasma; questo processo è coadiuvato dal midollo osseo e dalla milza.⁽⁷⁾

Funzioni del plasma sanguigno(modifica | fonte edit)

Il plasma sanguigno svolge diverse funzioni vitali. Contiene fibrinogeno e sostanze procoagulanti, come la trombina e il fattore X, essenziali per la coagulazione. Le immunoglobuline (anticorpi) presenti nel plasma contribuiscono alla difesa immunologica dell’organismo. Le proteine del plasma, in particolare l’albumina, sono fondamentali per mantenere la pressione oncotica (mantenuta a circa 25 mmHg), che assicura un adeguato equilibrio di liquidi tra il sangue e i tessuti circostanti. Le proteine plasmatiche contribuiscono anche all’equilibrio acido-base grazie alla loro azione tampone. Il plasma è il mezzo principale per trasportare i nutrienti, come glucosio, aminoacidi, lipidi e vitamine, dall’apparato digerente ai tessuti di tutto il corpo. Inoltre, facilita il trasporto dei gas respiratori – trasportando l’ossigeno dai polmoni ai tessuti periferici e riportando l’anidride carbonica ai polmoni per l’escrezione – e il trasporto degli ormoni. I prodotti di scarto del metabolismo cellulare vengono trasportati nel plasma ed espulsi attraverso i reni, i polmoni e la pelle. Il plasma svolge anche un ruolo nella regolazione della temperatura.^(7)(8)(9)

La velocità di eritrosedimentazione (VES) viene utilizzata come test diagnostico. Quando il fibrinogeno aumenta in condizioni di infiammazione acuta, anche la VES aumenta.

Eritrociti (RBC)(modifica | modifica fonte)

Gli eritrociti, noti come globuli rossi (RBC), sono cellule discoidali biconcave.⁽¹⁰⁾ Non hanno un nucleo e contengono emoglobina, la proteina ricca di ferro che trasporta l’ossigeno. Ogni cellula è circondata da una membrana composta da lipidi e proteine. Un adulto normale e sano produce circa 2-3 milioni di globuli rossi al secondo.⁽¹¹⁾ Gli eritrociti costituiscono circa il 45% del volume totale del sangue e una singola cellula misura circa 7 micrometri di diametro. Sono prodotti dal midollo osseo rosso attraverso un processo chiamato eritropoiesi.^(12)(13)

Funzioni degli eritrociti(modifica | modifica fonte)

Un singolo eritrocita ha una durata di vita di circa 120 giorni. Durante questo periodo, svolge diversi ruoli. La sua funzione principale è quella di trasportare l’ossigeno dai polmoni ai tessuti periferici e di raccogliere e riportare l’anidride carbonica dalle cellule periferiche ai polmoni per eliminarla.⁽¹⁴⁾

Gli eritrociti contengono emoglobina con gruppi eme ferrosi (Fe²⁺) che hanno un’elevata affinità per l’ossigeno. Quando la cellula raggiunge le cellule deossigenate, questa affinità diminuisce a causa di una minore pressione parziale dell’ossigeno e di un pH ridotto. Questo facilita il rilascio di ossigeno alle cellule circostanti.

Leucociti (WBC)(modifica | fonte edit)

I leucociti, noti anche come globuli bianchi (WBC), sono la componente cellulare nucleata del sangue priva di emoglobina. Rappresentano circa l’1% del volume totale del sangue negli adulti sani e svolgono un ruolo importante nel sistema immunitario.⁽⁶⁾ I leucociti vengono prodotti nel midollo osseo attraverso un processo chiamato leucopoiesi.⁽¹⁵⁾ La conta normale dei WBC varia da 4.000 a 10.000 cellule/μL (microlitri).⁽¹⁶⁾

Tipi e funzioni dei leucociti(modifica | fonte edit)

Esistono diversi tipi di leucociti, tra cui neutrofili, eosinofili, basofili, linfociti (B e T) e monociti.⁽¹⁷⁾

Neutrofili(edit | edit source)

I neutrofili vengono rilasciati dal midollo osseo. Rappresentano circa il 50% del numero totale di globuli bianchi, con circa 100 miliardi prodotti ogni giorno. In qualità di principali responsabili del sistema immunitario innato, migrano verso i siti di infezione dove identificano e uccidono batteri e virus.⁽¹⁸⁾ Oltre al loro ruolo di lotta immediata contro gli agenti patogeni, i neutrofili producono anche citochine, aiutano a risolvere l’infiammazione, regolano le risposte immunitarie a lungo termine e contribuiscono alla memoria immunitaria innata.⁽¹⁹⁾

Monociti(edit | edit source)

I monociti costituiscono dal 5 al 12% della conta totale di globuli rossi. Funzionano come fagociti e svolgono un ruolo importante nel rimuovere le cellule morte e contribuire alla rigenerazione dei tessuti.⁽²⁰⁾

Eosinofili(edit | edit source)

Gli eosinofili rappresentano meno del 5% del totale dei globuli bianchi. Si trovano in gran numero nell’apparato digerente. Svolgono un ruolo fondamentale nella risposta immunitaria a batteri e parassiti.⁽²¹⁾

Basofili(edit | edit source)

I basofili costituiscono circa l’1% del numero totale di globuli bianchi. Sono coinvolti nell’immunità innata e svolgono un ruolo chiave nelle reazioni allergiche e di ipersensibilità, compresa l’anafilassi, attraverso il rilascio di istamina.⁽²²⁾

Linfociti(edit | edit source)

I linfociti sono necessari per l’immunità adattativa. Esistono due tipi principali di linfociti: i linfociti T, che hanno una funzione citotossica diretta contro le cellule infette/anormali, e i linfociti B, responsabili dell’immunità umorale (ovvero l’immunità mediata dagli anticorpi circolanti).^(23)(24) I linfociti svolgono anche un ruolo nella memoria immunologica, consentendo risposte immunitarie più rapide quando una persona viene riesposta allo stesso agente patogeno. Questo principio è alla base dello sviluppo di molti vaccini.⁽²⁵⁾

Fisiopatologia dei leucociti(modifica | fonte edit)

Un conteggio elevato di globuli bianchi (leucocitosi) può indicare una serie di condizioni, tra cui infezioni, infiammazioni, traumi, gravidanza, asma, allergie, tumori, come la leucemia, e persino esercizio fisico intenso.⁽²⁶⁾

Al contrario, una bassa conta di globuli bianchi (leucopenia) può indicare infezioni gravi, danni al midollo osseo, malattie autoimmuni, come il lupus eritematoso sistemico (LES), o sequestro splenico.⁽¹⁷⁾

Ematopoiesi(edit | edit source)

L’ematopoiesi si riferisce alla formazione delle cellule del sangue. Questo processo avviene nel midollo osseo rosso (tessuto mieloide).⁽²⁷⁾ Ogni tipo di cellula del sangue – eritrociti, leucociti e piastrine – ha origine da un precursore comune: l’emocitoblasto. Queste cellule staminali multipotenti hanno una notevole capacità di auto-rinnovamento e si trovano principalmente nel midollo osseo, anche se possono essere rilasciate in circolo in risposta a una richiesta fisiologica. Da questa origine comune derivano due lignaggi: 1) le cellule staminali linfoidi, che producono linfociti, e 2) le cellule staminali mieloidi, che producono tutti gli altri elementi del sangue formati.⁽²⁸⁾

Formazione degli eritrociti(modifica | modifica fonte)

Durante le prime fasi dello sviluppo fetale, l’eritropoiesi (la produzione di globuli rossi) avviene nel sacco vitellino. Il fegato e la milza assumono questo ruolo tra i 2 e i 5 mesi circa di gestazione, dopodiché il midollo osseo diventa il sito primario e rimane tale per tutta la vita postnatale.⁽²⁹⁾

Una cellula progenitrice mieloide impiega circa una settimana per svilupparsi in un eritrocita maturo. Le cellule progenitrici diventano prima normoblasti (o eritroblasti), una cellula nucleata che si trova nel midollo osseo. Man mano che i normoblasti maturano, accumulano emoglobina e alla fine estrudono il loro nucleo per diventare reticolociti (o RBC immaturi). A questo punto, conservano ancora alcuni organelli residui. Alcuni entrano nella circolazione periferica. I reticolociti si liberano quindi degli organuli rimanenti, diventando eritrociti completamente maturi.⁽²⁹⁾

Gli eritrociti maturi sono anucleati (cioè privi di nucleo). Ciò significa che non possono sintetizzare proteine, crescere o subire ulteriori divisioni. Con il tempo, diventano sempre più rigidi e iniziano a rompersi, in genere dopo 100-120 giorni. Il midollo osseo sostituisce continuamente le cellule perse attraverso la divisione emocitoblastica.⁽²⁹⁾

La produzione di eritrociti è regolata dall’eritropoietina, un ormone che circola in piccole quantità in ogni momento per mantenere un tasso costante di formazione dei globuli rossi.⁽²⁹⁾

Formazione di leucociti(modifica | fonte edit)

Negli adulti, la produzione e la maturazione dei leucociti avviene principalmente nel midollo osseo. I granulociti sono prodotti interamente nel midollo. Anche i linfociti hanno origine nel midollo, ma subiscono un ulteriore sviluppo all’interno dei tessuti linfatici, tra cui il timo, la milza e i linfonodi. I monociti sono associati anche ai tessuti reticoloendoteliali di milza, fegato e linfonodi.

Formazione delle piastrine(modifica | fonte edit)

A differenza delle altre cellule del sangue, le piastrine non sono cellule complete, ma piuttosto piccoli frammenti citoplasmatici. Derivano dai megacariociti, grandi cellule presenti nel midollo osseo. La produzione di piastrine è regolata dall’ormone trombopoietina.⁽³⁰⁾

Disturbi ematici(modifica | fonte edit)

Esistono molte condizioni che colpiscono il sistema ematologico umano (cioè il sistema biologico che comprende plasma, piastrine, leucociti, eritrociti e midollo osseo). I disturbi ematici sono classificati in base al componente del sangue interessato e possono comportare disfunzioni di piastrine, eritrociti, leucociti, midollo osseo, linfonodi o vasi sanguigni.^(31)(32)

Disturbi degli eritrociti(modifica | fonte edit)

I disturbi degli eritrociti sono caratterizzati da un’alterazione del trasporto di ossigeno dai polmoni ai tessuti periferici. ^(33)(34) Comprendono una serie di anemie, come l’anemia da carenza di ferro refrattaria (IRIDA), l’anemia sideroblastica congenita, l’anemia diseritropoietica congenita, l’anemia megaloblastica (compresa l’anemia perniciosa), l’anemia da carenza di ferro, l’anemia emolitica e l’anemia falciforme. Altri disturbi eritrocitari sono la talassemia, la malattia emolitica del neonato, la sferocitosi e l’emocromatosi.⁽³⁵⁾

Disturbi dei leucociti(modifica | fonte edit)

I disturbi dei leucociti sono condizioni che colpiscono i globuli rossi e possono comportare un aumento o una diminuzione del numero di cellule o un’alterata funzione dei globuli rossi. I neutrofili e i linfociti sono i più comunemente colpiti. I disturbi che coinvolgono i monociti e gli eosinofili sono meno comuni e i disturbi dei basofili sono considerati rari.⁽³⁶⁾ Una bassa conta dei globuli rossi si riscontra in condizioni quali neutropenia, sindrome di Shwachman-Diamond,⁽³⁷⁾ e sindrome di Kostmann.⁽³⁸⁾ Un’elevata conta dei globuli rossi si verifica in condizioni come l’eosinofilia e la neutrofilia.⁽³⁶⁾ Dal punto di vista clinico, i disturbi leucocitari sono spesso causa di infezioni ricorrenti, in particolare ai seni paranasali, ai polmoni e alle orecchie, oltre che di ascessi cutanei, afte, malattie parodontali e infezioni fungine invasive.⁽³⁶⁾

Disturbi emorragici(modifica | fonte edit)

I disturbi emorragici si verificano quando i fattori di coagulazione presenti nel plasma sono carenti o disfunzionali. Esempi comuni sono l’emofilia e la malattia di von Willebrand, che comportano entrambe un’alterazione dell’emostasi e un sanguinamento prolungato/eccessivo.^(39)(40)(41)

Sintesi(edit | edit source)

Il sangue è un fluido complesso che è fondamentale per sostenere la vita. Gli eritrociti sono responsabili dello scambio di gas, i leucociti costituiscono la base cellulare del sistema immunitario e le piastrine sono essenziali per l’emostasi. Insieme al plasma (il mezzo di trasporto di nutrienti, ormoni, gas e prodotti di scarto), questi componenti supportano un’ampia gamma di processi fisiologici.

Citazioni(edit | edit source)