Il sangue è un tessuto fluido presente negli organismi dotati di apparato circolatorio; esso ha colore rosso (quello più chiaro è arterioso, quello più scuro venoso) e sapore ferroso. Assolve numerose funzioni essenziali, in primo luogo il trasporto di ossigeno e nutrienti alle cellule dell'organismo e la parallela rimozione da esse di anidride carbonica ed altri metaboliti. Si distingue da altri tessuti con funzione analoga come l'emolinfa degli insetti.
È composto da cellule specializzate e da una matrice extracellulare liquida, detta plasma, che gli conferisce le caratteristiche di fluido non newtoniano.
Etimologia L'aggettivo che si riferisce al sangue, "ematico", viene dal greco antico , (hàima, hàimatos), che significa proprio "sangue", mentre il nome italiano deriva dal latino sanguis, sanguinis, di medesimo significato.
Caratteristiche
Il sangue è composto da elementi corpuscolati come cellule e frazioni cellulari, sospesi in un liquido plasmatico costituito da acqua, sali minerali in forma ionica, proteine, glicidi ed altri soluti. Fa parte della più ampia categoria dei tessuti connettivi.D.Sadava G.Heller G.Orians W.Purves D.Hillis M.Pignocchino, Biologia blu; L'apparato cardiovascolare e il sangue, ZanichelliAtlante di Istologia, Di.Me.S - Dipartimento di Medicina Sperimentale - Sezione di Istologia - Università di Genova, 2013 Il sangue assolve a numerose funzioni che sono svolte in modo specifico dai diversi tipi cellulari e dalle proteine in esso contenute.
Il sangue fornisce le sostanze necessarie come nutrienti alle cellule corporee e trasporta i prodotti catabolici lontano dalle stesse. Trasporta inoltre l'ossigeno in quantitativi nettamente superiori a quelli che ci si aspetterebbe dalla solubilità dello stesso nel plasma, utilizzando pigmenti respiratori di metalloproteine (con atomi di ferro o di rame) come emoglobina, emocianina, intra o extra - cellulari legandolo chimicamente in misura largamente maggiore. La circolazione permette di prelevare ossigeno dall'ambiente per poi cederlo facilmente a livello dei tessuti grazie alla particolare curva di dissociazione del complesso "pigmento respiratorio - ossigeno" che concorda con le necessità fisiologiche.
Oltre alle funzioni nutritive, il sangue costituisce una via di collegamento tra i diversi organi, che possono comunicare tra loro attraverso ormoni e mediatori chimici, assicurando l'integrazione delle funzioni dell'organismo. Esso inoltre è il veicolo sia delle cellule immunitarie (immunità innata e acquisita) e delle piastrine, che in tal modo possono raggiungere i siti in cui è necessaria la loro presenza (es. siti di flogosi), sia degli anticorpi e delle proteine del sistema coagulativo, sia delle numerose proteine di trasporto (es. lipoproteine, transferrina, ceruloplasmina, albumina) cui sono legati i composti insolubili in acqua che circolano nel sangue.
I diversi taxa animali possiedono sangue con caratteristiche molto differenti, in base ai ruoli svolti dallo stesso nell'ambito della loro fisiologia, ed in base alla diversa topografia degli organi deputati alla emopoiesi e alla storia citologica di differenziazione cellulare degli elementi corpuscolati dello stesso; l'eritropoiesi, ad esempio porta ad avere in diversi gruppi animali cellule tra loro differenti anche nell'aspetto immediatamente visibile ad un primo esame, come ad esempio la presenza o meno del nucleo cellulare.
Il sangue ha colore differente a seconda della sua composizione, in particolar modo della proteina responsabile del trasporto dell'ossigeno e da alcune situazioni particolari.
Le proteine responsabili del colore del sangue sono: Emoglobina (Hb), proteina a base di ferro-protoporfirina che conferisce una colorazione rossa Emocianina (Hc), proteina a base di rame che conferisce una colorazione blu Clorocruorina (Ch), proteina a base di ferro e azoto che conferisce una colorazione verde Emeritrina (Hr), proteina a base di due molecole di ferro che conferisce una colorazione viola
Il colore può essere influenzato anche da farmaci come nel caso della solfoemoglobinemia.
Analisi al microscopio ottico Poiché il sangue costituisce, in vivo, un tessuto allo stato di aggregazione liquido esso non può essere trattato con le normali tecniche di preparazione di un vetrino. Le differenze sono molteplici e possono essere sintetizzate nella seguente tabella: + Differenze tra le tecniche di preparazione dei tessuti classici e del sangueSangueTessuto classico solidoPrelievo (bioptico)Prelievo di sangue periferico (vena cefalica o cubitale) mediante
venipunturaA seconda del tessuto coinvolto, si può parlare di biopsia (cutanea, surale, etc.);
A seconda dello strumento utilizzato e nella modalità
di esecuzione del prelievo si
utilizza un prefisso specifico (es. agoaspirato)FissazioneFisica (raffreddamento o deumidificazione)Solitamente chimica (mediante l'utilizzo di fissativi fisici, come la formalina)InclusioneAssentePresente Un aspetto importante è dato dalla colorazione: al microscopio ottico è possibile osservare soltanto la porzione corpuscolata del sangue, essendo il plasma virtualmente privo di sostanze osservabili.
Il sangue umano
Produzione
Le cellule del sangue hanno una vita relativamente breve, dai quattro mesi dei globuli rossi alla settimana delle piastrine. Per questo motivo il midollo osseo rosso produce costantemente nuove cellule. Il midollo osseo rosso è contenuto nel tessuto spugnoso delle epifisi delle ossa lunghe e soprattutto nelle ossa piatte come bacino, sterno e cranio; al suo interno sono presenti delle cellule staminali multipotenti dette emocitoblasti. Gli emocitoblasti si dividono in continuazione, prendendo parte a un processo chiamato emopoiesi dal greco emo-, sangue, e poiesis, creazione. Durante l'emopoiesi gli emocitoblasti possono trasformarsi in cellule staminali linfoidi o in cellule staminali mieloidi. Le prime danno origine ai linfociti, mentre le seconde sono i precursori di eritrociti, granulociti, monociti e trombociti. In seguito a determinati stimoli, le cellule progenitrici subiscono una serie di modificazioni del nucleo e del citoplasma che la trasformano nella cellula figlia matura; per esempio, nel corso dell'eritropoiesi (ossia la formazione dei globuli rossi), la cellula si rimpicciolisce, degrada ed espelle il nucleo e gli altri organuli, accumulando nel proprio citoplasma grandi quantità di emoglobina. Questo processo dura circa quattro o cinque giorni, al termine dei quali il nuovo globulo rosso è immesso nel circolo sanguigno. I linfociti sono prodotti a partire dalle cellule staminali linfoidi e, dopo la maturazione, sono immessi nel circolo sanguigno e nel sistema linfatico, dove pattugliano il corpo in cerca di organismi patogeni o di molecole estranee. Le piastrine non sono cellule vere e proprie, bensì frammenti citoplasmatici che si staccano da cellule di grandi dimensioni chiamate megacariociti; un singolo megacariocita può produrre tra le mille e le trentamila piastrine.
Composizione
Il sangue umano è un fluido di colore variabile dal rosso rubino al rosso violaceo a seconda della quantità di ossigeno legato all'emoglobina e possiede una densità di 1,041-1,062 g/cm³. Negli esseri umani costituisce circa il 7,7% del peso corporeo e ha un pH (a livello arterioso) di 7,38-7,42. Nell'uomo il sangue è formato per il 55% da una parte liquida (valori indicativi per un uomo sano), detta plasma, e per il 45% da una parte corpuscolata, costituita dagli elementi figurati, cioè cellule o frammenti di cellule, mentre nella donna la parte liquida è rappresentata al 60% e la parte corpuscolata al 40%. La percentuale corrispondente alla parte corpuscolata è detta ematocrito ed è legata, in condizioni normali, al numero e al volume dei globuli rossi (eritrociti) circolanti, che occupano circa il 99% dell'ematocrito.
Come detto sopra il sangue arterioso, ricco di ossigeno, è di tonalità rosso vivo e brillante, mentre quello venoso, carico di anidride carbonica, è caratterizzato da tonalità rosso cupo.
Plasma Il plasma è un liquido di colore giallo chiaro costituito per il 90% da acqua, per il 10% da sostanze organiche e sali disciolti. Ha un peso specifico inferiore a quello del sangue. La proteina maggiormente rappresentata (60% del totale) è l'albumina: essa mantiene la pressione oncotica costante. Numerose le globuline (35% del totale), di cui fanno parte: le globuline α: con funzione di trasporto. le globuline β: hanno funzioni di trasporto ionico, di ormoni e di lipidi. Un esempio di beta globulina è il fibrinogeno (5% del totale delle proteine del plasma), la forma inattiva della fibrina, fondamentale per la costituzione dei coaguli. le globuline γ: dette pure immunoglobuline (o anticorpi) contribuiscono alla difesa immunitaria. Esistono 5 tipi di immunoglobuline: IgA, IgM, IgE, IgD e IgG. Vi sono inoltre altri fattori della coagulazione: la protrombina, le proteine del sistema del complemento. Il plasma contiene anche glucidi, principalmente sotto forma di glucosio, nonché lipidi quali i trigliceridi e i fosfolipidi, quindi numerosi ioni, magnesio, sodio, potassio, cloruro, calcio, acido urico, urea, e altri cataboliti. Il plasma privo di fibrinogeno viene definito siero.
Elementi corpuscolati (o elementi figurati) Le cellule del sangue o ematiche si distinguono in: Eritrociti o globuli rossi o emazie; Leucociti o globuli bianchi; Piastrine o trombociti.
Le cellule del sangue, nell'adulto, sono prodotte dal midollo osseo. Alcune di esse, come i linfociti, subiscono ulteriori modifiche in altri organi, come il timo, i linfonodi e la milza.
Eritrociti (o globuli rossi o emazie) I globuli rossi sono gli elementi senza nucleo più numerosi del sangue, nell'uomo adulto raggiungono i 5 milioni, nella donna 4,5 milioni per millimetro cubo. Hanno la forma di un disco biconcavo, che facilita gli scambi per diffusione della membrana plasmatica, e, non possedendo nucleo (lo perdono durante l'emopoiesi), non possono essere definite quali cellule vere e proprie.
La membrana plasmatica conferisce agli eritrociti la possibilità di modificare velocemente la loro forma per poter scorrere anche nel lume dei più piccoli capillari spesso aventi un diametro comparabile con quello dello stesso eritrocita. La composizione della membrana plasmatica è simile a quella di tutte le altre cellule, è dunque costituita da un duplice strato fosfolipidico inframezzato da colesterolo, in cui sono immerse proteine estrinseche e intrinseche, altre invece formano lo scheletro di membrana. Questa sottile maglia è formata principalmente da filamenti di spettrina α e β e da microfilamenti di actina, che si connettono alle proteine del sovrastante doppio strato lipidico, interagendo con esse e determinando la grande deformabilità e flessibilità della membrana dell'eritrocita. L'anchirina è una voluminosa proteina che funge da connessione tra lo scheletro di membrana e le proteine immerse in questa, in particolare lega da una parte la subunità β della spettrina, dall'altra la banda 4.2, una proteina che funge anche da canale anionico. Una simile funzione caratterizza anche la proteina banda 4.1, che lega invece da una parte la banda 3 (una glicoproteina transmembrana) e dall'altra la glicoforina C (anch'essa glicoproteina transmembrana).
I radicali glucidici che costituiscono alcune glicoproteine degli eritrociti determinano anche il gruppo sanguigno; com'è noto esistono tre tipi di antigeni sanguigni, l'antigene 0, A e B che danno origine a quattro gruppi sanguigni (0, A, B, AB), ognuno di essi può avere inoltre fattore Rh positivo o negativo (e altri fattori minori). Coloro che possiedono Rh- sono donatori universali.