Il sangue (Fig. 1) è un tipo di tessuto connettivo in quanto composto da una matrice liquida contenete cellule e frammenti cellulari. La matrice liquida è definita plasma e le cellule ed i frammenti cellulari (globuli rossi, globuli bianchi e piastrine) sono gli elementi corpuscolari. Il plasma rappresenta fino al 55% del volume totale del sangue, mentre gli elementi corpuscolari ne rappresentano il restante 45%. Il volume totale ematico nell’adulto è di circa 4-5 litri nelle donne e 5-6 litri negli uomini.

Il sangue svolge numerose e fondamentali funzioni:

Il plasma è la parte liquida del sangue. Di colore giallo pallido, è composto per il 91% di acqua e per il 9% di altre sostanze, quali proteine, ioni, nutrienti, gas e prodotti de degradazione. Definito anche colloide, ovvero liquido contenete sostanze sospese che non precipitano. La maggior parte delle sostanze sospese sono proteine plasmatiche, classificate come albumina, globuline e fibrinogeno. La prima costituisce circa il 58% delle proteine plasmatiche ed è fondamentale per la regolazione del passaggio di acqua tra i tessuti e il sangue. Inoltre lega e trasporta altre molecole nel sangue, quali acidi grassi, bilirubina ed ormoni tiroidei. Le globuline formano il 38% delle proteine plasmatiche e alcune di esse, come gli anticorpi, fanno parte del sistema immunitario. Il fibrinogeno costituisce il 4% restante delle proteine plasmatiche ed responsabile della formazione di coaguli sanguigni. 

Il 95% del volume degli elementi corpuscolati presenti nel plasma è costituito dai globuli rossi, o eritrociti. Il restante 5% consiste in globuli bianchi o leucociti e piastrine.

Definiti anche eritrociti, i globuli rossi (Fig. 2) sono circa 700 volte più numerosi dei globuli bianchi e 17 volte più numerosi delle piastrine. Si presentano come dischi biconcavi di circa 7,5 mm di diametro con bordi più spessi della porzione centrale della cellula. Derivano da cellule specializzate che perdono i loro nuclei e i loro organelli citoplasmatici durante la maturazione. La componente principale dei globuli rossi è l’emoglobina, una proteina pigmentata che occupa un terzo del volume totale della cellula ed è responsabile del suo colore rosso. Inoltre, nei globuli rossi troviamo lipidi, ATP e l’enzima anidrasi carbonica. In condizioni normali, circa 2.5 milioni di globuli rossi vengono distrutti ogni secondo.

Il processo con il quale sono prodotti nuovi globuli rossi è chiamato eritropoiesi e il tempo necessario per la produzione di un solo globulo rosso è di circa 4 giorni.

Le cellule staminali, dalle quali derivano tutte le cellule del sangue, danno origine ai proeritroblasti. Dopo numerose divisioni mitotiche, i proeritroblasti diventano eritroblasti primitivi che si colorano con coloranti basici. Gli eritroblasti primitivi danno poi origine ad eritroblasti intermedi che si colorano con coloranti diversi basici e acidi. Infine troviamo eritroblasti terminali dalla colorazione rossastra in quanto circa un terzo del citoplasma ora è costituito da emoglobina. Gli eritroblasti terminali perdono il loro nucleo con un processo di estrusione per diventare globuli rossi immaturi, che sono definiti reticolociti, perché possiamo osservare un reticolo nel citoplasma quando si usa una speciale tecnica di colorazione. La conta dei reticolociti è utile dal punto di vista clinico per monitorare la produzione di globuli rossi.

Tra le principali funzioni che i globuli rossi assolvono abbiamo il trasporto di ossigeno dai polmoni ai vari tessuti del corpo e il trasporto di anidride carbonica dai tessuti ai polmoni. Circa il 98.5% dell’ossigeno trasportato nel sangue è trasportato in combinazione con l’emoglobina dei globuli rossi, il rimanente 1.5% è disciolto nella componente acquosa del plasma.

L’emoglobina (Fig. 3) è una proteina complessa che presenta quattro catene polipeptidiche e quattro gruppi eme. Ogni catena polipeptidica, definita globina, è legata ad un gruppo eme. Esistono tre tipi di emoglobina: embrionale, fetale ed adulta. Quella embrionale è il primo tipo prodotto durante lo sviluppo. Entro il terzo mese di sviluppo, l’emoglobina embrionale è sostituita dall’emoglobina fetale. Alla nascita, il 60-90% dell’emoglobina è di tipo adulto. A 2-4 anni di età, l’emoglobina fetale risulta essere meno del 2%. Nell’embrione e nel feto, l’emoglobina raccoglie l’ossigeno dal sangue della madre e dalla placenta. Dopo la nascita, l’emoglobina ingloba ossigeno dai polmoni del bambino.

Ciascuna molecola di ossigeno trasportata dall’emoglobina è associata ad un atomo di ferro, quindi il ferro risulta essere fondamentale per lo svolgimento della funzione dell’emoglobina. Quando l’emoglobina è esposta all’ossigeno, una molecola di ossigeno si può legare con ciascun gruppo eme, quindi una molecola di emoglobina può trasportare fino a quattro molecole di ossigeno. Questa forma ossigenata è definita ossiemoglobina e trasporta circa un miliardo di molecole di ossigeno. L’emoglobina che non contiene ossigeno viene invece definita deossiemoglobina. 

L’emoglobina trasporta anche anidride carbonica che non si combina con gli atomi di ferro, ma ai gruppi aminici della molecola di globina. Questa forma di emoglobina è definita carbamminoemoglobina. Diversi veleni possono alterare il funzionamento della molecola di emoglobina. Il monossido di carbonio, prodotto dalla combustione incompleta della benzina, si lega al ferro dell’emoglobina, formando un composto stabile, la carbossiemoglobina. Conseguenza di tale legame, l’emoglobina non può trasportare ossigeno.

I globuli bianchi, o leucociti, formano uno strato sottile di cellule tra il plasma ed i globuli rossi. Non hanno emoglobina, ma hanno un nucleo. Inoltre, i globuli bianchi hanno affinità per i coloranti, mentre i globuli rossi restano relativamente non colorati. I globuli bianchi sono denominati a seconda del loro aspetto nei preparati colorati. I granulociti sono globuli bianchi con grossi granuli citoplasmatici e nuclei lobulati. I tre tipi di granulociti sono denominati a seconda delle caratteristiche di colorazione dei loro granuli: i neutrofili si colorano con coloranti acidi e basici, gli eosinofili si colorano di rosso con i coloranti acidi ed i basofili si colorano di viola scuro con i coloranti basici. Gli agranulociti sono invece globuli bianchi che non mostrano granuli se osservati al microscopio. I due tipi di agranulociti sono i linfociti ed i monociti, che hanno nuclei non lobulati.

Il 60-70% dei globuli bianchi risultano essere neutrofili (Fig. 4). Presentano piccoli granuli citoplasmatici che si colorano tramite coloranti acidi e basici. I loro nuclei sono lobati, col numero di lobi che varia da due a cinque. I neutrofili sono i primi globuli bianchi a rispondere ad un’infezione. Essi rimangono in circolo per circa 10-12 ore e poi passano negli altri tessuti, dove divengono mobili e cercano e fagocitano i batteri ed altri materiali estranei. I neutrofili, inoltre, secernono anche degli enzimi definiti lisozimi, capaci di distruggere alcuni batteri. 

Gli eosinofili (Fig. 5) rappresentano il 2-4% dei globuli bianchi. Contengono granuli citoplasmatici che si colorano in rosso brillante con eosina, un colorante acido. Spesso hanno nuclei bilobati. Gli eosinofili sono cellule mobili che lasciano la circolazione per entrare nei tessuti durante una reazione infiammatoria. 

Il 0.5-1% dei globuli bianchi sono basofili (Fig. 6); essi contengono grandi granuli citoplasmatici che si colorano di blu o porpora con coloranti basici. I basofili lasciano la circolazione e migrano verso i tessuti, dove svolgono un ruolo nelle reazioni allergiche ed infiammatorie. 

Il 20-25% dei globuli bianchi sono linfociti (Fig. 7). Il citoplasma dei linfociti consiste solo di un sottile anello attorno al nucleo. Essi, prodotti nel midollo osseo, migrano attraverso il sangue nei tessuti linfoidi, dove terminano il differenziamento. Alcuni linfociti specifici svolgono importanti funzioni nell’immunità. I linfociti B possono essere stimolati da batteri o tossine a dividersi e formare cellule che producono proteine chiamate anticorpi, una classe di proteine plasmatiche chiamate anche immunoglobine. I linfociti T proteggono contro virus e altri microrganismi intracellulari attaccando e distruggendo le cellule nelle quali si trovano. 

I monociti (Fig. 8) rappresentano il 3-8% dei globuli bianchi. Restano in circolo per circa tre giorni e, lasciato il circolo, si trasformano in macrofagi e migrano verso i vari tessuti. Fagocitano batteri e cellule morte. Infine, un aumento del numero di monociti è spesso associato ad infezioni croniche. 

Definite anche come trombociti, le piastrine (Fig. 9) sono frammenti di cellule che consistono di una piccola quantità di citoplasma circondata da membrana plasmatica ed hanno una vaga forma discoidale. La presenza di glicoproteine e proteine sulla superficie delle piastrine consente loro di legarsi ad altre molecole. Alcune di queste molecole di superficie, svolgono un ruolo importante nel controllo della perdita di sangue.

Il citoplasma delle piastrine contiene anche actina e miosina, che possono provocare contrazione delle piastrine. Le piastrine prodotte all’interno del midollo e derivano dai megacariotipi. Svolgono un importante ruolo nel prevenire perdita di sangue, formando tappi piastrinici che sigillano lesioni nei piccoli vasi e promuovendo la formazione e contrazione di coaguli che aiutano a chiudere le lesioni dei vasi più grandi. 

L’emostasi, ovvero il blocco del sanguinamento, è un processo fondamentale per il mantenimento dell’omeostasi. Se non viene bloccato, l’eccessivo sanguinamento da un vaso sanguigno tagliato o lesionato può causare un ciclo di feedback positivo, che consiste nella continua riduzione della volemia e della pressione sanguigna che altera l’omeostasi e conduce al decesso.

In caso di perdite di grosse quantità di sangue durante un intervento chirurgico o in caso di incidente, il paziente può andare incontro alla morte se non si sostituiscono i globuli rossi persi per ripristinare la capacità del sangue di trasportare l’ossigeno. A questo scopo, sarà necessaria una trasfusione o infusione. Una trasfusione è il trasferimento di sangue o di alcune sue componenti (ad esempio, è possibile la trasfusione di solo plasma) da un individuo ad un altro. Un’infusione è l’introduzione nel sangue di un liquido diverso dal sangue, come una soluzione salina o di glucosio.

Inizialmente i primi tentativi di trasfondere sangue davano luogo a reazioni trasfusionali. Tali reazioni sono causate da interazioni tra antigeni ed anticorpi. Le superfici dei globuli rossi presentano molecole chiamate antigeni che identificano le cellule e, nel plasma, sono presenti molecole chiamate anticorpi. Quando anticorpi e antigeni si legano formano ponti molecolari che connettono i globuli rossi tra loro. Di conseguenza, si ha agglutinazione delle cellule. Gli antigeni sulla superficie dei globuli rossi sono stati divisi in gruppi sanguigni. Per le trasfusioni fra i più importanti sono i sistemi AB0 ed Rh. 

Il sistema AB0 (Fig. 11) è usato per catalogare il sangue umano sulla base della presenza o assenza degli antigeni A e B sulla superficie dei globuli rossi. Nel sistema AB0, il tipo di sangue A ha antigeni di tipo A, il tipo di sangue B ha antigeni di tipo B, il tipo di sangue AB ha entrambi i tipi di antigeni ed il tipo di sangue 0 non ha nè antigeni A nè antigeni B.

Il plasma del tipo di sangue A contiene anticorpi anti-B che agiscono contro gli antigeni di tipo B, mentre nel plasma del tipo di sangue B contiene anticorpi anti-A che agiscono contro gli antigeni di tipo A. Il sangue di tipo AB non ha nessun tipo di anticorpo, mentre, in ultimo, il sangue di tipo 0 ha anticorpi anti-A ed anti-B.

Quando si esegue una trasfusione è fondamentale che il gruppo sanguigno del ricevente corrisponda a quello del donatore, al fine di evitare reazioni trasfusionali. Quando si esegue una trasfusione, il donatore è la persona che dona il sangue, mentre il ricevente è colui che lo riceve. Una persona con gruppo sanguigno di tipo A può ricevere da una persona con sangue di gruppo A perché il ricevente non ha anticorpi anti-A contro l’antigene A. Il sangue del gruppo 0 è caratterizzato dall’assenza di antigeni A o B, di conseguenza non presentando antigeni anti-A o anti-B possono donare sangue a individui con sangue di gruppo A, B, AB e 0 senza provocare una reazione alla trasfusione. Questi individui, appartenenti al gruppo 0, sono definiti donatori universali. 

Un altro importante sistema è il fattore Rh, definito così in quanto studiato in scimmie di Macacus rhesus. Le persone sono Rh-positive se hanno un determinato antigene Rh (antigene D) sulla superficie dei loro globuli rossi, mentre le persone sono Rh-negative se non hanno questo antigene. Quando una persona Rh-negativa riceve una trasfusione di sangue Rh-positivo, il ricevente è sensibilizzato all’antigene Rh e vengono prodotti anticorpi anti-Rh. Se la persona Rh-negativa riceve una seconda trasfusione di sangue Rh-positivo dopo essere stato sensibilizzato, si assiste ad una reazione alla trasfusione. 

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