FIZIOLOGIA SÂNGELUI

Prof. Dr. Adriana Mureşan

Măsurarea volumelor lichidiene ale Măsurarea volumelor lichidiene ale organismuluiorganismului

• se măsoară prin metode indirecte care se bazează pe principiul diluţiei

• se introduce în spaţiul respectiv o cantitate cunoscută de trasor / marker " Q “

• Cunoscând cantitatea de trasor injectată şi concentraţia acestuia în lichid, se poate calcula volumul după formula :

• Q V = volumul• V = ___ Q = masa• C C = concentaţia

PropriProprietăţile unui trasor etăţile unui trasor

• Să nu fie toxic

• Să nu difuzeze în spaţiul de măsurat

• Să fie inert din punct de vedere metabolic

• Să nu se fixeze pe elementele figurate ale sângelui, pe alte celule sau pe albumine

• Să rămână timp suficient în compartiment fără a difuza în afara sa (să se repartizeze numai în compartimentul de măsurat )

• Să fie uşor de dozat cantitativ.

Volumele lichidiene ale organismului

• Determinarea apei totale : antipirina, apă grea sau tritiată • • Determinarea apei extracelulare : insulină, manitol, Na32, Cl, tiocianat de

sodiu, zaharoză

• Determinarea apei intracelulare prin metodă indirectă de calcul :Apa intracelulară = Apa totală - Apa extracelulară

• Determinarea spaţiului intravascular Compartimentul intravascular total ( volemia ) conţine : volumul plasmatic ( lichid extracelular ) şi volumul globular .

Volumul globular

• Volumul globular = 45 % din volumul total de sânge.

• Fracţiunea procentuală din volumul său, formată numai din eritrocite reprezintă hematocritul.

Pentru determinarea hematocritului se centrifugheză sângele recoltat pe o substanţă anticoagulantă în tuburi " capilare " ( calibru redus ) pânâ ce celulele se adună compact.

Înălţimea coloanei de eritrocite exprimată procentual reprezintă hematocritul.

Valorile normale ale hematocrituluiValorile normale ale hematocritului – – 43 – 45 % 43 – 45 % la la

bărbat si de bărbat si de 41 – 43 %41 – 43 % la femeie.la femeie.

• Variaţiile fiziologice ale hematocritului : • 1. în funcţie de sex : la bărbat mai mare ca la femeie.• 2. în funcţie de vârstă : mai mare la nou născut• 3. la altitudine – poliglobulia fiziologică de altitudine.• 4. în funcţie de locul recoltării sângelui •• Variaţiile patologice ale hematocritului :• scade: anemii, hemoragii• creste: poliglobuliile - esenţiale (primare) • - secundare bolilor (respiratorii+cardiovasculare)• în şoc

•

Determinarea volumului plasmatic

• se realizează cu trasori care se fixează pe proteinele plasmatice, • - să aibă o moleculă de mărime potrivită• - să nu se fixeze pe eritrocite• - să nu producă hemoliză • - să nu fie toxici.

• Trasorii utilizaţi :• coloranţi : albastru Evans T1824 , roşu Congo, albastru Congo

• substanţe macromoleculare : polivinilpirolidon ( PVP )• izotopi radioactivi : serum albumina marcată cu 131 I (RISA).

Determinarea volumului globular

• se efectuează cu trasori care se fixeazăpe eritrocite.

Metodele de determinare utilizează izotopi radioactivi:

• Metode directe în care marcarea eritrocitelor se face " in vivo“ cu 59Fe.

• Metode de marcare a erotrocitelor " in vitro " - utilizează 32P, 59Cr.

Volumul sanguin total.• V sanguin total = V globular + V plasmatic Vol. sang. Total ……………………………100 %Vol. plasmatic ……………………………. 100 - hematocrit•• V. plasmatic x 10• V. sang. total = -----------------------------• 100 - Hematocrit• Măsurarea volumului plasmatic se determină în condiţii bazale :• repaus fizic• repaus psihic• temperatură de comfort• inaniţie totală de 12 ore.

•

Volumul sanguin totalVolumul sanguin total de 5 litri la bărbat şi de 5 litri la bărbat şi de 4,5 – 4,6 litri la femeiede 4,5 – 4,6 litri la femeie

Variaţiile fiziologice ale volumului sanguin :1. în funcţie de sex : la bărbat cu 10 % > la femeie2. în funcţie de vârstă : la nou născut mai mare, scade la bătrâni.3. în graviditate - pe seama volumului plasmatic4. la persoanele antrenate 5. la altitudine creşte – poliglobulia de altitudine.6. ingestia masivă de lichide• Volumul sanguin scade :1. la trecere din clinostatism în ortostatism2. transpiraţii abundente.• Variaţii patologice ale volumului sanguin • - creşte : poliglobulie primară şi secundară• - scade : anemii, hemoragii, şoc, obezitate

•

Reglarea volumului plasmatic se realizează prin Reglarea volumului plasmatic se realizează prin ::

Mecanisme reflexe1. Declanşate de stimularea voloreceptorilor din atrii 2. Declanşate de stimularea baroreceptorilor din zona sino carotidiană şi cardioaortică

Mecanisme umorale1. Proteinele plasmatice.2. ADH ( hormon antidiuretic)3. Aldosteronul4. Factorul natriuretic atrial

Reglarea volumului globular

• presiunea parţială a oxigenului în ţesuturi - în funcţie de gradul de oxigenare al ţesuturilor.

• hipoxia stimuleaza eritropoeza şi în consecinţă determină creşterea volumului globular.

Compoziţia lichidelor intracelular şi extracelular

SÂNGELE

Sângele reprezintă un ţesut lichid circulant într-un sistem închis de vase, format din elemente celulare suspendate într-un mediu lichid, plasma.

Funcţiile sângelui

• 1. funcţie de transport . Prin această funcţie, sângele realizează:funcţia respiratorie funcţia digestivă (nutritivă)funcţia excretorie

• 2. funcţia circulatorie • 3. funcţia de termoreglare • 4. funcţia de apărare• 5. funcţia de reglare a principalelor funcţii ale organismului • 6. funcţia de menţinere a pH-ului mediului intern : prin sistemele

tampon din plasmă.• 7. funcţia de menţinere a echilibrului hidroelectrolitic

REACŢIA SÂNGELUI. ECHILIBRUL ACIDO – BAZIC.

• Plasma este o soluţie de baze şi acizi, care se disociază şi eliberează H şi radical OH .

• Caracterul acid sau bazic al unei soluţii se defineşte prin concentraţia de H liberi.

• În condiţii fiziologice pH –ul: • - sângelui arterial 7,4 • - sângelui venos de 7,35• - intracelular între 7,0 şi 7,2• Determinarea pH -ului sanguin se realizează prin :• - determinarea rezervei alcaline este de 50 – 60 volume CO2 %.• - metoda micro- Astrup combinată cu utilizarea normogramei Siggard –

Andersen, metoda cea mai modernă şi mai exactă pentru determinarea pH -ului şi a bicarbonatului standard (24 – 28 mEq / l).

Mecanismele menţinerii echilibrului acido – bazic

• 1. mecanisme fizico-chimice: sistemele tampon • sistemele tampon – un amestec de substanţe capabile să lege sau să

elibereze H+din plasmă şi eritrocite.• 2. mecanisme biologice: specifice anumitor organe.• a. Plămânii: prin eliminarea CO rezultat din metabolismul celular şi a

acizilor volatili.• b. Pielea: prin secreţia sudorală poate elimina excesul de acizi şi baze.• c. Rinichii: excretă acizi nevolatili sau acizi cuplaţi cu Na. • d. Ficatul• e.Tubul digestiv: prin secreţiile sale este capabil să elimine excesul de baze

( secreţiile intestinale ).• f. Aparatul cardiovascular: prin funcţia de transport a sângelui contribuie

la uniformizarea variaţiilor de pH.

Sistemele tampon

Variaţiile fiziologice ale pH-ului sanguin

Scăderea pH -ului sanguin <7,3 = acidoză Creşterea pH -ului sanguin >7,4 = alcaloză.

• 1. vârstă: la copil - alcaloză (pH = 7,4) - anabolism. • vârstnici - acidoză - catabolismului• 2. efort fizic: acidoză - acumulării de cataboliţi acizi, (acid lactic)• 3. fazele digestiei: digestia gastrică – alcaloză- pierdere de H digestia

intestinală – acidoză - pierderea de bicarbonat de N• 4. fazele zilei: dimineaţa - acidoză– în cursul nopţii scade excitabilitatea

centrilor respiratori• 5. hiperventilaţia : voluntară sau în timpul ascensiunii bruşte - alcaloză -

eliminarea în exces a CO2

Variaţiile patologice ale pH-ului sanguin

• 1.Acidoze respiratorii acumularea de CO2• afecţiuni respiratorii reducerea suprafeţei de schimb - pneumonii,

bronhopneumonii, fibroze, tumori.• afecţiuni respiratorii obstructive – corp străin în căile respiratorii, astm

bronşic, tulburări de mobilitate a cutiei toracice, obezitate.• 2. Acidoze metabolice acumulării de cataboliţi acizi sau scăderii rezervei

alcaline :• insuficienţă renală (rinichiul nu eliberează cataboliţi acizi)• diabet zaharat dezechilibrat (coma diabetică) – acumularea de corpi

cetonici.• insuficienţa hepatică, vărsături abundente, diaree.• 3. Alcaloză respiratorie: eliberarea în exces de CO2- hiperventilaţie • 4. Alcaloză metabolică: aport exogen de substanţe alcaline, regim

vegetarian.

PLASMA

• Se obţine după recoltarea sângelui cu substanţă anticoagulantă : oxalat de natriu, citrat e sodiu, fluoruri, heparină

• Plasma este un lichid serocitrin, uşor opalescent în funcţie de conţinutul său în lipide.

• Plasma = 90 % apă + 10 % reziduu uscat.

• Reziduu uscat = 9 % substanţe organice + 1 % substanţe anorganice.

• Proteinele plasmatice reprezintă un constituent principal al plasmei –

75 % din reziduu uscat al plasmei (7 g de proteine)

Proteinele plasmatice• Determinarea proteinelor totale poate fi efectuată

prin metode: -fizice1 refractometrice2 colorimetrice3 pe baza absorbţiei în lumină ultravioletă (la 280 nm

).-chimice- reactia biuretului Valori normale EUPROTEINEMIE= 7-8g%

Variaţii ale proteinemiei

• > 8 g % = hiperproteinemie.• aparente – false• - fiziologice: transpiratii abundente, privare de lichide• - patologice: deshidratare (diaree, transpiraţii abundente) • reale – adevărate - în infecţiile cronice, plasmocitoame • <6 g% = hipoproteinemie.• aparente – false - după ingestia masivă de lichide• adevărate – reale – în următoarele situaţii :• 1. aport insuficient de proteine (alimentaţie carenţială )• 2. tulburări ale digestiei şi absorbţiei proteinelor (insuficienţa enzimatică,

rezecţii intestinale, sindroame diareice)• 3. sinteză deficitară de proteine - boli hepatice• 4. pierderi excesive de proteine: boli renale, sindrom nefrotic, supuraţii

cronice, arsuri, hemoragii

Rolul proteinelor plasmatice

1. menţin presiunea coloidosmotică a plasmei - albuminele realizează peste 85 % din valoarea presiunii coloidosmotice

2. formează o parte din sistemele tampon cu rol important în reglarea pH-ului sanguin.

3. intervin în reacţiile imunologice ale organismului, prin imunoglobuline, 4. furnizează factori necesari pentru coagularea sângelui şi pentru

fibrinoliză.5. acţionează ca transportoare de vitamine, hormoni, metale, lipidelor,

metaboliţi şi medicamente. 6. enzime cu rol la nivelul sângelui sau al organelor care le degradează sau

elimină.7. constituie un fond comun de rezervă de proteine, utilizate pentru

refacerea şi creşterea ţesuturilor

Metoda de fracţionare a proteinelor plasmatice

• - ultracentrifugare

• - precipitare cu săruri neutre (NH4)2SO4

• - precipitare la rece cu etanol - metoda Cohn

• - electroforeză

• - imunelectroforeza

Fracţiuni proteice

• - albumine- 55-60% • - nutritiv • - transport • - Pco • - globuline • - α1 globuline – 3-5% • - lipoproteine • - gligoproteine • - mucoproteine • - proteine

transportoare • - vitamina B12 • - hormoni tiroidieni

- α2 globuline - 6-9% - α2macroglobulina – antiprotează - ceruloplasmina - transport Cu++ - feroxidază - antioxidant - - proteină de fază acută - haptoglobina - fixează Hb liberă - proteină de fază acuta- - β-globuline-10-14% - tranferina (Fe 3+) –transportor de Fe - β2-globulina - γ-globuline = anticorpi-16-20%.

HEMATIILE - ERITROCITELE

• sunt celule anucleate• forma unui disc biconcav• suspendate în plasmă au un diametru de 7,5 – 8,3 μm, • examinate la microscopul optic: culoare roşie – portocalie

Numărul normal de hematii este la • - bărbat de 5 – 5,5 milioane/mm3

• - femeie de 4,6 – 4,8 milioane/mm3

Variaţii fiziologice ale numărului de hematiiVariaţii fiziologice ale numărului de hematii

- creşteri • în funcţie de sex : la bărbat > femeie (diferenţa apare de la pubertate,

probabil prin efectul hormonilor androgeni asupra eritroplaziei) • în funcţie de vârstă : la nou-născut poliglobulia fiziologică a nou-

născutului - persistenţa hemoglobinei fetale – HbF – cu afinitate mare pentru oxigen.

• la altitudine: poliglobulia de• la efort fizic: hemoconcentraţiei+ contracţia• emotii, deshidratare– scăderi :• induse de hemodiluţie, ca urmare a ingestiei mari de apă.• la persoane care lucrează în condiţii de hiperbarism :scafandrii, mineri.

Variaţii patologiceVariaţii patologice ale numărului de hematii ale numărului de hematii

creşteri : poliglobuliile primare şi secundare bolilor care induc

hipoxie tisulară – insuficienţa cardio-respiratorie

scăderi :• anemii de diferite etiologii (regenerative,

aregenerative), hemoragii, icter hemolitic.

Hemoglobina

- cea mai importantă proteină eritrocitară din punct de vedere funcţional şi cantitativ Este un tetramer format din 4 fragmente, fiecare conţinând :• hemul format dintr-un nucleu tetrapirolic, care conţine un atom de

Fe care fixează câte o moleculă de O2. • un lanţ polipeptidic- globina : alfa, beta, gama, epsilon, delta, zeta.• - hemoglobina adultului – HbA = 2 α + 2 β• - hemoglobina fetală – Hb F 2 α + 2 γ are rezistenţă mare la

substanţe alcaline şi o afinitate mai mare faţă de O2 ) .

• VN 15 – 16 g %. Hb la bărbat, şi 13 – 14 g % Hb la femeie.

• Patologic : cantitatea de Hb scade în anemii şi creşte în poliglobulii.

Proprietăţile eritrocitelor Proprietăţile eritrocitelor

• 1. Elasticitatea - proprietatea eritrocitelor de a-şi modifica forma, de a străbate capilare de dimensiuni mici şi reveni la forma iniţială.

• 2. Transportul gazelor respiratorii - Hemoglobina din eritrocite are rolul de a fixa şi transporta O2 de la plămâni la ţesuturi şi CO2 de la ţesuturi la structurile membranei alveolocapilare.

• 3. Stabilitatea în suspensie - apreciată prin determinarea vitezei de sedimentare a eritrocitelor ( VSH)

• 4. Permeabilitatea selectiva• 5. Rezistenţa la hemoliză

Viteza de sedimentare a eritrocitelor (VSH)

• Determinarea VSH -ului se face prin tehnica Westergreen din sânge venos

• Valori normale : 6 - 8 mm / oră la bărbat şi 10 – 14 mm / oră la femeie.

• Procesul de sedimentare a eritrocitelor depinde de următorii factori• plasmatici - reprezentaţi de proteinele plasmatice. fibrinogenul, α

macroglobulina, imunoglobuline favorizează agregarea eritrocitelor şi creşterea VSH-ului

• eritrocitari - stabilitatea în suspensie este influenţată şi de • numărul, morfologia şi încărcătura în hemoglobină a eritrocitelor.

Variaţii ale VSH-ului:

creşteri: 1. infecţii acute : ca urmare a creşterii proteinelor de fază acută: α

macroglobulina, fibrinogenul, imunoglobulinele 2. infecţii cronice : cresc imunoglobulinele 3. anemii : consecinţă a reducerii numărului de eritrocite 4.boli renale : nefroze – ca urmare a pierderii pe cale renală a

proteinelor cu greutate moleculară mică ( albumine ).scăderi:• 1. poliglobulii : creşte numărul de eritrocite – creşte faţă de respingerea

electrostatică• 2. modificări de formă şi dimensiune a eritrocitelor• 3. icter mecanic : retenţia de acizi biliari care se adsorb la suprafaţa

eritrocitelor – cresc stabilitatea .

Rezistenţa la hemoliză ( eritroliză )Rezistenţa la hemoliză ( eritroliză )

• - hemoliza este procesul determinat de ruperea membranei eritrocitare şi expulzia hemoglobinei în mediu.

hemoliză intravasculară în prezenţa unor factori chimici, bacterieni, imuni are ca şi consecinţă creşterea Hb în plasmă.

hemoliză extravasculară, hemoliză prin captarea în celulele SRE din splină şi ficat are ca şi consecinţă creşterea bilirubinei în plasmă.

• hemoliza osmotică a eritrocitelor suspendate în mediu hipoton – apa intra în celulă, membrana fiind elastică volumul eritrocitelor creşte, ele devin sferice, membrana se rupe şi Hb este expulzată în jet

• în mediu izoton( soluţia Na Cl 0,9 g %, ser fiziologic) eritrocitele îşi menţin constant volumul şi forma

• În mediu hiperton, apa părăseşte eritrocitele volumul acestora scade, celula se zbârceşte, se ratatinează.

Hemoliza poate fi produsă de următorii factoriHemoliza poate fi produsă de următorii factori : :

factori fizici – mecanici – datorita traumatismelor mecanice produse de

pasajul prin arborele circulator, eritrocitul se uzeaza – termici creşterea temperaturii sângelui produce hemolizafactori chimici • detergenţi, solvenţi organici, medicamente alterează fosfolipidele din

membranăfactori biologici• toxine microbiene• anticorpi antieritrocitari (aglutinininele α şi β, autoanticorpi)

Grupele sanguine

= reprezinta grupari populationale in functie de prezenta unor aglutinogeni pe suprafata hematiilor si unor aglutinine in plasma

Aglutinogene= lipopolizaharide de pe suprafaţa hematiilor , cu proprietăţi antigenice n. Se cunosc două aglutionogene principale : A şi B şi un antigen O, cu proprietăţi antigenice reduse.

• se sintetizează din luna a III a din viaţa intrauterină• sunt răspândite în majoritatea ţesuturilor• au fost puse în evidenţă în secreţiile digestive, salivă, suc gastric, suc

intestinal, colostru, secreţie lacrimală – sunt prezente în secreţia a 80 % din populaţie – “ persoane secretorii “.

Aglutininele α şi β – apar în luna III – VI de viaţă extrauterină şi ating un titru maxim la vârsta de 10 ani. Sunt ca şi structură imunoglubuline ( Ig G, Ig M ).

Grupele sanguine

• grupa I sau 0 = nu conţine aglutionogene A şi B ( aglutinogen O, conţine aglutinine α şi β )

• grupa II sau A = conţine aglutinogen A şi aglutinine β• grupa II sau B = conţine aglutinogen B şi aglutinine α• grupa IV sau AB = conţine aglutinogene A şi B, nu conţine aglutinine.• Principiul de bază al oricărei transfuzii este ca aglutinogenul donatorului

să nu fie de acelaşi tip ( omolog ) cu aglutininele din plasma primitorului.• grup 0 = donator universal• grup AB =primitor universal ( receptor universal ). Principiul este valabil

pentru transfuziile mici până la 500 ml ( sub 1 / 10 din volumul sanguin al primitorului ).

• peste 500 ml, transfuziile se efectuează exclusiv izogrup.

Factorul Rh

• În afara sistemului antigenic OAB, s-au mai descris pe membrana hematiilor şi alte sisteme antigenice.

• În 1937, Landsteiner descoperă pe hematiile unei maimuţe Macacus Rhesus un antigen numit Rh, evidenţiat ulterior şi în sângele uman

• În condiţii fiziologice, nu sunt prezenţi anticorpi naturali antiRh, în cursul vieţii prin izoimunizare (imunogeneză tipică):

• - la indivizii Rh – în urma unor transfuzii cu sânge Rh +• - la mama Rh – având o sarcină cu un făt Rh +.

• Prevenirea izoimunizării mamei Rh – la prima naştere se realizează prin administrarea în primele 72 de ore după naştere de ser cu anticorpi anti Rh (anticorpi antiRh vor distruge hematiile Rh + intrate de la făt în circulaţia mamei ).

Metabolismul fierului

- Ccomponentul important din structura hemoglobinei este fierul.• Sursa de fier : alimentaţia. • Aportul alimentar zilnic de fier este de 15 – 25 mg în 24 de ore

Hematopoeza

=o formarea tuturor elementelor figurate ale sângelui;

• - teoria: • - trialistă (fiecare elemente figurate din o celulă suşă distinctă)

• - unicistă (sursa elementelor figurate aceeeaşi celulă suşă) • o celulă suşă pluripotentă - insensibilă la factori umorali; • o celulă suşă angajată - sensibilă la factori umorali

Eritropoeza • o producţia exclusivă de eritrocite; • - faza mezodermală (mezoblastică): • - ziua 14-18 intrauterin; • - din mezodermul extraembrionar al sacului vitelin se dezvoltă

primele vase sanguine, ce secretă prima plasmă; • - în lichidul secretat apar celule desprinse din peretele vascular,

celule care dau naştere la eritocite; • - celulă mobilă-hemocitoblast; celulă inclavată în peretele • vascular-hemohistioblast (fixă). • hemocitoblast megalocite; • - !!! patologic-eritropoeza megaloblastică; • - perioada hepato-splenică: • - L3-L7 intrauterin; • - producţia de globule roşii în ficat şi splină; • - eritropoeză eritroblastică eritrocite;

Eritropoeza medulară:-etape: • - etapa de diviziune: • celula suşă pluripotentă → celule suşe eritropeotică → eritropoetina

→ proeritroblast→ eritroblast bazofil I→ eritroblast bazofil II → eritroblast policromatofil→ eritroblast acidofil→ reticulocite;

• - 1 proeritroblast→16 eritroblaşti oxifili; • - diviziunea celulară până la eritroblast oxifil are loc în măduva

osoasă; • - etapa de maturare: • - reducera dimensiunilor celulare; • - sinteza de Hb; • - involuţia nucleului; • - procesul de lansare în circulaţie -citodiabază; • -reticulocite 24-48 h eritrocite;