miniatura|right|330px|Geneza și clasificarea diferitelor tipuri de celule sanguine, pornind de la celula stem hematopoietică Celulele sanguine (denumite și hematocite sau elemente figurate ale sângelui) sunt celulele produse prin hematopoieză și aflate în mod normal în sânge. Cele trei tipuri principale sunt eritrocitele (celulele roșii), leucocitele (celulele albe) și trombocitele (plachetele sanguine).
Împreună, aceste elemente figurate reprezintă aproximativ 45% din volumul sângelui, restul de circa 55% fiind plasma, componenta lichidă. Sângele este considerat un țesut conjunctiv specializat, în care celulele sunt suspendate într-o matrice extracelulară lichidă.
Celulele sanguine care păstrează potențial de diferențiere se numesc celule hematopoietice; cele cu potențialul cel mai larg sunt celulele stem hematopoietice.
Clasificare miniatura|right|300px|Cele trei tipuri de celule sanguine văzute la microscopul electronic cu baleiaj. De la stânga la dreapta: o eritrocită, o trombocită și o leucocită La mamifere, celulele sanguine se împart în trei categorii, care reflectă atât funcția, cât și anumite caracteristici histologice: leucocitele, sau „sângele alb”, care aparțin sistemului imunitar și combat infecțiile; la om se împart în: granulocite, cu granulații citoplasmatice vizibile la microscopul optic (numite impropriu, din motive istorice, și „polinucleare”): neutrofile, eozinofile și bazofile; limfocite: limfocite B, limfocite T și limfocite NK; monocite; eritrocitele sau „celulele roșii”, numite și hematii, al căror rol principal este transportul de oxigen; trombocitele sau „plachetele sanguine”, fragmente provenite din megacariocite, cu rol esențial în coagularea sângelui.
Din punct de vedere morfologic, eritrocitele sunt discuri biconcave de 7-8 μm, leucocitele au dimensiuni de 10-20 μm și nucleu de forme variate, iar trombocitele măsoară doar 2-3 μm. La vertebrate, toate aceste linii celulare derivă din mezoderm.
Denumirea de „celulă sanguină” este, la rigoare, improprie pentru eritrocite și trombocite: acestea și-au pierdut nucleul în cursul maturării și nu se mai pot divide, nu își pot repara structura și nu pot răspunde la agenți patogeni. Membrana lor provine însă dintr-o celulă propriu-zisă, din care derivă. Singurele elemente figurate care rămân celule complete sunt leucocitele - prezente nu doar în sânge, ci și în limfă și, sub formă de granulocite migrate în țesuturi, în țesuturile conjunctive.
Hematopoieza Celulele stem hematopoietice Celulele stem hematopoietice sunt celule multipotente și capabile de autoreînnoire, din care derivă toate liniile celulare sanguine. Ele sunt rare - aproximativ 1 la 10.000-100.000 de celule medulare la adult - și asigură menținerea sistemului hematopoietic pe tot parcursul vieții.
La adult, aceste celule se află în nișe specializate din măduva osoasă: nișa endostală, lângă suprafața osoasă, și nișa vasculară, în vecinătatea sinusoidelor. Microambientul nișei menține celulele stem în stare de repaus, un rol central revenind chemokinei CXCL12, care le reține prin receptorul CXCR4.
Celulele stem hematopoietice sunt identificate prin markeri de suprafață, în special antigenul CD34, iar capacitatea lor de repopulare pe termen lung se demonstrează prin transplant la animale iradiate. Transplantul de celule stem hematopoietice este astăzi tratamentul de referință pentru unele hemopatii maligne, insuficiențe medulare și imunodeficiențe.
Sediile hematopoiezei La adult, hematopoieza se desfășoară aproape exclusiv în măduva osoasă roșie, prezentă în oasele late - bazin, stern, vertebre, coaste - și în extremitățile proximale ale femurului și humerusului. Măduva galbenă, bogată în grăsime, ocupă canalul medular al oaselor lungi și poate fi transformată în măduvă roșie atunci când necesarul de celule crește.
În viața intrauterină, sediul hematopoiezei se deplasează succesiv: începe în sacul vitelin în săptămâna a treia de gestație, se mută în ficat și splină începând din săptămânile 6-8 și se stabilește în măduva osoasă în ultimul trimestru. În condiții patologice, precum talasemiile, poate reapărea hematopoieza extramedulară în ficat și splină, cu mărirea acestor organe.
La un adult sănătos, măduva osoasă produce zilnic ordinul a 1011-1012 celule sanguine.
Eritrocitele miniatura|right|280px|Reprezentare a eritrocitelor umane, cu forma caracteristică de disc biconcav Structură Eritrocitele au forma unui disc biconcav, cu diametrul de aproximativ 7,5 μm și grosimea de circa 2 μm la periferie, scăzând la sub 1 μm în centru. Această formă maximizează raportul dintre suprafață și volum, favorizând difuziunea gazelor, și explică paloarea centrală vizibilă pe frotiul colorat.
Eritrocitul matur este singura celulă din organismul uman lipsită de nucleu - deși precursorii săi, eritroblaștii, îl posedă -, ca și de mitocondrii și de celelalte organite, spațiul intracelular fiind astfel rezervat aproape integral hemoglobinei, care reprezintă circa 97% din greutatea uscată a celulei.
Deformabilitatea remarcabilă, care permite eritrocitului să treacă prin capilare mai înguste decât propriul diametru, se datorează citoscheletului submembranar format din spectrină, legată de actină, anchirină și banda 3. Pe suprafața membranei se află glicoproteinele și glicolipidele care poartă antigenele sistemului ABO și factorul Rh, baza determinării grupelor sanguine.
Transportul gazelor miniatura|right|280px|Sânge venos (roșu închis) și sânge arterial (roșu aprins); diferența de culoare este dată de gradul de oxigenare a hemoglobinei Hemoglobina este o proteină tetramerică, alcătuită din două lanțuri alfa și două lanțuri beta, fiecare legat de o grupare hem care conține fier. Fiecare moleculă leagă reversibil până la patru molecule de oxigen, transportând aproximativ 1,34 ml de oxigen pe gram de hemoglobină.
Legarea oxigenului este cooperativă: fixarea primei molecule determină o schimbare de conformație care ușurează legarea următoarelor, de unde forma sigmoidă a curbei de disociere a oxihemoglobinei, avantajoasă atât pentru încărcarea în plămâni, cât și pentru cedarea în țesuturi.
Curba este modulată de mai mulți factori. Prin efectul Bohr, creșterea presiunii parțiale a dioxidului de carbon sau scăderea pH-ului în țesuturi deplasează curba spre dreapta, reducând afinitatea pentru oxigen și favorizând cedarea acestuia acolo unde necesarul metabolic este mare. Un rol similar are 2,3-bifosfogliceratul, sintetizat în eritrocit, care stabilizează forma dezoxigenată a hemoglobinei.
Eritrocitele participă și la eliminarea dioxidului de carbon: circa 70% din CO2 produs în țesuturi difuzează în eritrocit, unde anhidraza carbonică îl transformă rapid în bicarbonat, care iese din celulă la schimb cu ionul de clor. Restul este transportat dizolvat în plasmă sau legat de hemoglobină, sub formă de carbaminohemoglobină.
Producere și durată de viață Eritropoieza parcurge stadiile de proeritroblast, eritroblast bazofil, eritroblast policromatofil, eritroblast ortocromatic (normoblast) și reticulocit, într-un interval de 7-10 zile. Reticulocitele, eliberate în circulație, își desăvârșesc maturarea în 1-2 zile și reprezintă aproximativ 1% din eritrocitele circulante, servind ca indicator al activității eritropoietice.
Procesul este stimulat de eritropoietină, hormon secretat de rinichi ca răspuns la hipoxia tisulară, prin intermediul factorului inductibil de hipoxie (HIF), care leagă direct detectarea nivelului de oxigen de producția de celule roșii. La adult se produc aproximativ 2,4 milioane de eritrocite pe secundă, iar numărul lor normal este de 4,5-5 milioane pe milimetru cub.
Durata medie de viață a unui eritrocit este de aproximativ 120 de zile. Îmbătrânirea celulei este marcată de gruparea proteinelor benzii 3 în membrană, care expune situsuri antigenice și semnalează îndepărtarea. Eritrocitele senescente sunt fagocitate de macrofagele din splină și ficat, iar hemul este descompus de hem-oxigenază în biliverdină, monoxid de carbon și fier; fierul recuperat astfel acoperă peste 90% din necesarul zilnic pentru sinteza de hemoglobină.
Scăderea numărului de eritrocite sau a concentrației de hemoglobină definește anemia, iar creșterea lor - policitemia.
Leucocitele Tipuri Leucocitele reprezintă aproximativ 1% din volumul sanguin, iar numărul lor normal la adult este de 4.000-11.000 pe microlitru. Se împart în granulocite și agranulocite, după prezența granulațiilor citoplasmatice.
Tip Categorie Proporție (% din leucocite) Caractere distinctive Neutrofile granulocit 50-70% nucleu multilobat (3-5 lobi), granulații fine Eozinofile granulocit 2-4% nucleu bilobat, granulații mari, acidofile Bazofile granulocit 0,5-1% nucleu bilobat, mascat de granulații bazofile Limfocite (T, B, NK) agranulocit 20-40% nucleu rotund, citoplasmă redusă Monocite agranulocit 2-8% nucleu reniform, citoplasmă abundentă
Identificarea acestor subtipuri se face pe frotiu de sânge colorat prin metode de tip May-Grünwald-Giemsa sau Wright.
Funcții imune Leucocitele asigură atât apărarea nespecifică, imediată (imunitatea înnăscută), cât și răspunsul specific, cu memorie (imunitatea dobândită).
Neutrofilele sunt primele care ajung la locul infecției, unde distrug bacteriile și fungii prin fagocitoză, cu ajutorul enzimelor lizozomale și al speciilor reactive de oxigen. Ele pot elibera și rețele extracelulare de ADN și proteine antimicrobiene, care captează și omoară agenții patogeni în afara celulei. Eozinofilele intervin în apărarea antiparazitară și în reacțiile alergice, iar bazofilele, împreună cu mastocitele tisulare, eliberează histamină și leucotriene în reacțiile de hipersensibilitate mediate de IgE.
Monocitele trec în țesuturi, unde se transformă în macrofage sau în celule dendritice, care fagocitează resturile celulare și prezintă antigenele limfocitelor T, făcând legătura între imunitatea înnăscută și cea dobândită. Limfocitele T citotoxice distrug celulele infectate viral sau tumorale, cele helper coordonează răspunsul prin citokine, limfocitele B produc anticorpi, iar celulele NK atacă celulele care nu exprimă molecule MHC de clasă I.
Ajungerea leucocitelor la locul inflamației presupune o succesiune de etape: rularea de-a lungul endoteliului, mediată de selectine, aderarea fermă prin integrine, traversarea peretelui vascular (diapedeză) și migrarea orientată de gradiente chimice (chemotactism).
Producere și circulație Granulocitele se formează în măduva osoasă, limfocitele B se maturează tot acolo, iar limfocitele T în timus. Eliberarea neutrofilelor în circulație este reglată de factorul de stimulare a coloniilor granulocitare (G-CSF).
Durata de viață variază mult: neutrofilele supraviețuiesc ore până la câteva zile, în timp ce limfocitele de memorie pot persista ani. O parte dintre neutrofilele circulante aderă slab la endoteliu (marginație), formând o rezervă mobilizabilă rapid. Numărul leucocitelor crește în infecții (leucocitoză) și scade în leucopenie; multe hemopatii maligne se datorează producerii necontrolate de leucocite.
Trombocitele Structură și formare Trombocitele sunt fragmente celulare anucleate, de formă discoidă, cu diametrul de 2-3 μm, provenite din citoplasma megacariocitelor din măduva osoasă.
Ele conțin două tipuri principale de granule: granulele alfa, cele mai numeroase, care depozitează fibrinogen, factorul de creștere derivat din trombocite (PDGF) și alți factori de creștere, și granulele dense, care conțin adenozin difosfat (ADP), serotonină și ioni de calciu.
Megacariocitele mature emit prelungiri citoplasmatice lungi (proplachete) prin peretele sinusoidelor medulare, care se fragmentează în circulație, fiecare megacariocit dând naștere la 2.000-5.000 de trombocite. Producția este reglată de trombopoietină, sintetizată mai ales în ficat, care acționează asupra receptorului c-Mpl al precursorilor megacariocitari.
Rol în hemostază