Introducción Lunes, 27 de septiembre de 2004 Introducción Histología – el estudio de los tejidos de organismos vivos. Análisis de la composición microscópica y la respectiva función concreta del material biológico. Rama de la anatomía (macro- y microscópicamente). Célula – unidad estructural fundamental que configura los diferentes órganos. Tejido – agrupación de células que desarrollan colectivamente una función especial. Órgano – agrupación de tejidos que conjuntamente ejercen una función particular. Sistema – agrupación de órganos que en conjunto preforman varios funciones concretas. La histología estudia el nivel tisular, el nivel orgánico y el nivel sistemático. Hay 250 tejidos diferentes, que se dividen en 4 grupos diferentes: Epitelial Conjuntivo Muscular Nervioso En el espacio intercelular se encuentra la matriz extracelular, también conocido como espacio intersticial. En función de la matriz extracelular se define las características físicas del tejido: rigidez, elasticidad etc. El tejido se divide en parénquima y en estroma. El parénquima es la población de células que se encargan de la función propia del órgano. Por ejemplo, los hepatocitos son el parénquima hepático. El estroma es la población de células que se encargan de la nutrición del parénquima y del órgano entero. 1 Sangre Lunes, 27 de septiembre de 2004 Sangre La sangre es una variedad de tejido conjuntivo que se caracteriza por tener una matriz extracelular liquida. La proporción de los elementos formes frente la sustancia extracelular varia según la especie. Sustancia extracelular liquida 50%-70% Elementos formes (células) 30%-50% La proporción de los elementos formes, es decir, las células sanguíneas, se evalúa en el hematocrito, que da información sobre el volumen de las células sanguíneas en la sangre. Funciones de la sangre: Transporte y distribución (O2, CO2, nutrientes, metabolitos, hormonas, factores de crecimiento etc.) Equilibrio hidro-salino (interacción entre espacio intersticial y celular) Termorregulación Protección inmunológica Plasma sanguínea Composición: 90% agua 10% solutos o 7% proteínas (coagulación, enzimas, transporte) o 1% iones (Ca2+, Na+, K+, Cl– etc.) o 1% hormonas, vitaminas, enzimas. o 1% urea, ácido úrico, ácidos grasos. Proteínas plasmáticas 85% de las proteínas plasmáticas se sintetizan en el hígado. Albúmina. Mantiene la presión osmótica de la sangre. Aparte, sirve de transporte de otros sustratos. Fibrinógeno. Interviene en la coagulación de la sangre. Globulinas. o α y β. Son proteínas transportadoras de sustancias. o γ o inmunoglobulinas. Intervienen en la defensa inmunitaria. La proteinograma se hace por gel-electroforesis y da una imagen de la proporción de las proteínas, por tanto es una reflexión del órgano que las produce: proteinograma de la sangre da información sobre el hígado mientras que una proteinograma de la orina da información sobre el riñón. 2 Sangre Lunes, 27 de septiembre de 2004 Sin anticoagulante, al dejar la sangre unas horas, o centrifugarla se producen dos fases. Una contiene las células sanguíneas y proteínas de coagulación y se denomina coágulo, y la otra es liquida y amarilla, denominada sérum. Los anticoagulantes previenen la coagulación de la sangre. La heparina es una sustancia natural, y la EDTA es una sustancia química que capta iones de Ca2+ y así previene la coagulación. Fracción celular En la fracción celular se encuentran 3 tipos de células: Eritrocitos Leucocitos Trombocitos Eritrocitos Los eritrocitos representan 99% de las células en un frotis sanguíneo. En mamíferos, son células anucleadas, bicóncavas y redondeadas (6-10 μm de diámetro). Su coloración es roja en el frotis. Son móviles en el medio liquido (plasma), pero carecen de movilidad propia. El citoplasma está ocupado por la hemoglobina. Su forma bicóncava aumenta la superficie de contacto en 20%-30%, por tanto disminuye la distancia entre la hemoglobina y la membrana y aumenta la difusión gaseosa. La concavidad se observa como una zona clara en el centro de la célula. Son células muy flexibles. Debajo de la membrana celular se encuentra el citoesqueleto propio de los eritrocitos, que les de gran flexibilidad – un eritrocito de 6-10 μm de diámetro puede entrar en un capilar de 3-4 μm de diámetro sin romperse. Cinética eritrocitaria Los eritrocitos se originan en la medula ósea, por la eritropoyésis. La vida media de un eritrocito (sin patologías) es entre 30 días (aves) y 160 días (humanos). Su localización es intravascular, cualquier salida de eritrocitos implica una patología – hemorragia o hematoma. Los eritrocitos viejos son destruidos por eritrofagocitosis (90-95%) en el bazo, el hígado y la medula ósea, y por hemólisis intravascular (5-10%). La función de los eritrocitos es de transportar oxigeno y dióxido de carbono. 3 Sangre Miércoles, 29 de septiembre de 2004 Leucocitos Los leucocitos son células nucleadas con diferente apetencia tintóreo debida a la presencia de gránulos citoplasmáticos azurófilos o primarios y específicos o secundarios. Los gránulos normalmente demasiado pequeños para verse en microscopia óptica. Los granulócitos son los leucocitos con gránulos específicos con diferente apetencia tintórea y núcleo lobulado. Polimorfonucleares neutrófilos (PMNN) / heterófilos en aves, peces y reptiles. Polimorfonucleares eosinófilos (PMNE) Polimorfonucleares basófilos (PMNB) Los agranulócitos tienen núcleo redondo o en forma de herradura y no tienen gránulos específicos (que se tiñen). Los leucocitos representan el 1% de las células de un frotis sanguíneo. Al centrifugar la sangre con anticoagulante, se encuentran en una zona poco visible entre el coágulo y el sérum, que se denomina buffy-coat. Los leucocitos son células móviles que utilizan la sangre como vehiculo para acceder al tejido conectivo, donde realizan su función, pocos minutos, horas o días después de su formación. El proceso de salida del vaso consta de unos pasos: Activación endotelial Marginación al endotelio Adhesión al endotelio Trasmigración por el endotelio Migración dentro del tejido conjuntivo Formula leucocitaria. Establece la proporción entre los diferentes leucocitos que se encuentran en la sangre en condiciones normales. Los linfocitos y PMNN son los dos grupos de leucocitos más numerosos de la sangre. Variabilidad según la especie: Formula leucocitaria mieloide. Predominan los PMNN. Esta formula se encuentra en los caninos, felinos y équidos. Formula leucocitaria linfoide. Predominan los linfocitos. Esta formula es característica de los rumiantes, porcinos, aves y ratas. La función de los leucocitos es básicamente de defensa y protección del organismo (respuesta inmunitaria específica e inespecífica). Leucocitosis. Aumento del número de leucocitos circulando. Leucopenia. Disminución del número de leucocitos circulantes. 4 Sangre Miércoles, 29 de septiembre de 2004 Polimorfonucleares neutrófilos (PMMN) / heterófilos Los neutrófilos son células de diámetro entre 12-15 μm. Su proporción en la sangre varia entre 30-80% en función de la formula leucocitaria, mieloide (hasta 80%) o linfoide (30%). El núcleo del neutrófilo es multilobulado o segmentado (entre 3 y 5 lóbulos conectados por filamentos nucleares). El grado de lobulación aumenta con la edad de la célula. Los neutrófilos inmaduros y jóvenes tienen el núcleo en forma de herradura, se denominan neutrófilos en banda. Esta forma de núcleo indica que la célula es joven y recién salida de la medula ósea. El citoplasma del neutrófilo contiene pocos orgánulos y presencia de gránulos azurófilos (grandes, 10-20%) y específicos (pequeños, 80-90%). Son muy poco evidentes, no se ven en tinción regular. Los heterófilos presentan bastones eosinófilos y basófilos muy evidentes. Estas células presentan gránulos de los dos colores, y tienen morfología muy variada. Cinética Los neutrófilos se originan en la medula ósea, a partir de la célula precursora – el mieloblasto. 5 Sangre Miércoles, 29 de septiembre de 2004 Distribución: Compartimiento de reserva. Neutrófilos que se quedan en la medula ósea (tiempo variado, de horas a días). La cantidad de granulócitos (todos los tipos) en la medula ósea es 40 veces más que el número de granulócitos circulando en la sangre. Los granulócitos salen de la medula ósea cuando haga falta de una reacción inmunitaria. Compartimiento circulando. Están entre 6 y 10 horas en la sangre. Compartimiento marginal. Se encuentran en capilares pulmonares y a las sinusoides hepáticas y esplénicas. Se renueva constantemente. Este compartimiento también sirve de reserva para proveer de una reacción inmunitaria rápida en el caso de necesidad. Compartimiento tisular. Se quedan en los tejidos hasta 8 días. No vuelven a la sangre. Las células viejas y/o dañadas son destruidas en la medula ósea, el bazo y otros órganos linfoides. Funciones: Antibacteriana. Defensa inespecífica, por liberación de enzimas y sustancias bactericidas, bacteriolíticas y bacteriostáticas que se encuentran en los gránulos específicos, y por fagocitosis. Inflamatoria. Participa en reacciones seguidas a lesiones tisulares. Neutrofilia. Predominio de PMNN en la leucocitosis. Desviación a la izquierda. Aumento del número de PMNN en banda y precursores mieloides. Desviación a la derecha. Aumento del número de PMNN hipersegmentados (formas viejas). Neutropenia. Disminución del número de PMNN circulantes. Polimorfonucleares eosinófilos (PMNE) Los eosinófilos son células de diámetro de 15 µm, y su proporción en la sangre es entre 1-5%. Son poco frecuentes, y normalmente no se cuentan. Su núcleo suele ser bilobulado. Su citoplasma contiene gránulos específicos eosinófilos, que son grandes y evidentes y gránulos azurófilos, que no se ven en microscopia óptica. El tamaño de los gránulos varía según la especie. En el perro y el gato son pequeños, mientras que en el caballo son grandes. 6 Sangre Miércoles, 29 de septiembre de 2004 Cinética Los eosinófilos se originan en la medula ósea, a partir de la célula precursora mieloblasto. Distribución: Compartimiento de reserva. Variable según la especie. No es tan importante como la reserva de los neutrófilos. Algunas especies no lo tienen. Compartimiento circulante. Pasan entre 20 minutos hasta 10 horas en la sangre. Compartimiento tisular. Pasan entre 2 y 12 días en los tejidos. No vuelven a la sangre. Las células viejas y/o dañadas son destruidas en la medula ósea, el bazo y otros órganos linfoides (sobre todo linfonodos). Funciones: Antibacteriana. Muy limitada en comparación con los neutrófilos. Parasiticida. Sus gránulos específicos contienen enzimas que rompen la cutícula parasitaria, especialmente de parásitos metazoos. Hipersensibilidad. Intervienen en reacciones alérgicas etc. Inflamación. No tan evidente como los neutrófilos. Eosinofilia. Aumento del número de PMNE circulantes (en casos de alergia, parásitos etc.) Eosinopenia. Disminución del numero de PMNE circulantes (difícil de valorar) 7 Sangre Jueves, 30 de septiembre de 2004 Polimorfonucleares basófilos (PMNB) Los basófilos son de tamaño similar al de los neutrófilos. Su proporción en la sangre es minúscula – 0.5%, y casi no se ven y prácticamente no se cuentan. Su núcleo es irregular, bilobulado o trilobulado. La lobulación es poco evidente, ya que el citoplasma contiene gránulos específicos basófilos (grandes), que se tiñen de azul como el núcleo. En el citoplasma también hay gránulos azurófilos, que no se ven en microscopia óptica. Cinética Como los otros polimorfonucleares, los basófilos se forman a partir de los mieloblastos en la medula ósea. Distribución: Compartimiento circulante. Pasan entre 7 y 12 días en la sangre. Compartimiento tisular. Pasan entre 10 y 15 días en el tejido. tampoco vuelven a la sangre. Los basófilos viejos y/o dañados se destruyen en la medula ósea, bazo y otros órganos linfoides. Funciones: Antibacteriana. Función muy limitada en comparación con los neutrófilos. Inflamatoria. Hipersensibilidad. Alergias. Como hay muy pocos, no se estudian mucho. Al ser relacionados con la reacción alérgica, se estudia mayoritariamente en la inmunológica (2º semestre). 8 Sangre Jueves, 30 de septiembre de 2004 Linfocitos Los linfocitos son de tamaño parecido al tamaño de los eritrocitos. Son muy abundantes en los animales de formula linfoide. Su proporción en la sangre varía entre 10-60%, en función de la formula leucocitaria. El núcleo es, en general, redondo, grande y muy basófilo. El citoplasma es mínima y ligeramente basófila. Cinética Los linfocitos se forman en la medula ósea, como célula madre linfocitária. La célula madre puede madurar en algunos lugares: Timo. Migran durante el periodo fetal. Estas células maduran transformándose en linfocitos T (60-70% de los linfocitos circulantes). Medula ósea. Se transforman en linfocitos B (de Bursa de Fabricius en las aves). (10-20% de los linfocitos circulantes). Células asesinas naturales (NK, natural killer cells). Son linfocitos que no se sabe de donde originan. Son ligeramente más grandes que los linfocitos B y T, y contienen gránulos azurófilos. (1015% de los linfocitos circulantes). La vida media de los linfocitos es muy variable. Pueden llegar a vivir varios años (linfocitos T). En los linfocitos existe el fenómeno de la recirculación, por el cual los linfocitos migran de la circulación sanguínea a la circulación linfoide pero vuelven a la circulación genera. Los linfocitos son destruidos mayoritariamente por los órganos linfoides. 9 Sangre Jueves, 30 de septiembre de 2004 Funciones: Linfocitos T. Destrucción o lisis de células que nos son reconocidas como propias del organismo (sensibilización previa). Reacción inmunológica celular. Linfocitos B. Por estimulación antigénica se transforman en células plasmáticas (de forma ovulada) que producen y segregan inmunoglobulinas (anticuerpos). Reacción inmunológica humoral. Células NK. Destrucción o lisis de células que no son reconocidas como propias del organismo (sin sensibilización previa). Reacción inmunológica celular. Todos los linfocitos. Regulación y modulación de la respuesta inmunitaria (secreción de linfoquinas) Monócitos Los monócitos son los leucocitos de mayor tamaño – su diámetro varia entre 15 y 30 µm. Su proporción en la sangre oscila entre 2-5%. El núcleo del monócito es irregular, normalmente de forma arriñonada o bilobulada. Su citoplasma es abundante, basófilo y con gránulos azurófilos visibles. El citoplasma a veces contiene vacuolas. Cinética Los monócitos se originan en la medula ósea, a partir de la célula precursora – el monoblasto. Distribución: Compartimiento de reserva. No existe. Una vez formados, los monócitos son liberados a la sangre en 2-8 horas. Compartimiento circulante. Pasan entre 10 y 48 horas en la sangre. Compartimiento marginal. 3-4 superior al compartimiento circulante. 10 Sangre Jueves, 30 de septiembre de 2004 Compartimiento tisular. Pasan en los tejidos hasta 2-5 meses. Se transforman en macrófagos, y no vuelven a la sangre. Se encuentran en varios tejidos, y en algunos casos reciben nombres propios según su localización. El sistema mononuclear fagocitario incluye todos los macrófagos y monócitos del organismo. Las células viejas y/o dañadas son destruidas en la medula ósea y otros tejidos linfoides. Los mismos macrófagos participan en la destrucción de células viejas y/o dañadas. Funciones: Fagocitosis, destrucción y eliminación. Detritos celulares, células viejas, eritrocitos, agentes y partículas exógenos. Regulación y modulación de la respuesta inmunitaria. Secreción de monoquinas. Secreción de múltiples sustancias. Factores de crecimiento, quimiotácticos, sustancias transportadoras (ferritina). Regulación de la hematopoyesis. Respuesta inflamatoria. Plaquetas / trombocitos En mamíferos, las plaquetas son fragmentos citoplasmáticos basófilos y anucleados, de diámetro entre 2 y 4 µm. En aves, reptiles y peces, son células nucleadas y basófilas, de diámetro que varia entre 5 y 9 µm. Cinética Las plaquetas se originan en la medula ósea, a partir de la célula precursora megacarioblasto, que se transforma en megacariocito (tiene núcleo multilobulado). Del megacariocito “se rompen” trozos de citoplasma, que son las plaquetas. La distribución de las plaquetas es siempre en el compartimiento intravascular; 70-80% de las plaquetas se encuentran en la sangre, y la resta se localiza en el bazo. La vida media de una plaqueta es de 8 a 10 días. Después se destruyen por células del sistema mononuclear fagocítico, en la medula ósea, en el bazo y en el hígado. Funciones: Hemostasia. Participación en los fenómenos de la coagulación – evitar y parar hemorragias. Mantenimiento de la integridad vascular. Refuerzan el endotelio. Respuesta inflamatoria. 11 Sangre Jueves, 30 de septiembre de 2004 En aves: ligera función fagocitária. Médula ósea La médula ósea es el órgano hematopoyético principal. Su actividad es variable según la edad. Macroscópicamente presenta una coloración rojiza en el neonato y el animal joven (elevada actividad hematopoyética) y coloración amarillosa en el animal adulto (debida a acumulación de tejido adiposo) que tiene baja actividad hematopoyética. Estructura Compartimiento hematopoyético Parénquima o Células madres hematopoyéticas (pluripotentes). Aspecto de linfocito pequeño. o Células madres mieloides (multipotentes) o unidad formadora de colonias mieloides. o Células madres linfoide (multipotentes) o unidad formadora de colonias linfoides. o Células inmaduras y maduras de diferentes líneas hematopoyéticas. Estroma o Matriz extracelular y células reticulares. Con la edad también contiene adipocitos. Compartimiento vascular Senos venosos vasculares medulares con endotelio no fenestrado, membrana basal y adventicia incompleta – permite la migración transcelular. Dificultad en identificar correctamente las diferentes células de la medula ósea. 12 Sangre Jueves, 30 de septiembre de 2004 Hematopoyesis La hematopoyesis es el proceso continuo de formación de las células sanguíneas, que se realiza en los órganos hematopoyéticos: Feto: o Mielopoyesis: saco vitelino, hígado, bazo y médula ósea. o Linfopoyesis: timo Post-natal: o Mielopoyesis: médula ósea (también en el hígado y bazo en caso de anemias) o Linfopoyesis: órganos linfoides Características generales de la hematopoyesis: Disminución evidente y clara del tamaño celular, que implica disminución de la capacidad de síntesis proteica. El núcleo se hace pequeño y heterocromático. Disminución del índice núcleo-citoplasma. Disminución de la basofilia citoplasmática, por la disminución del número de ribosomas. Factores estimuladores de la hematopoyesis: Hierro Hormonas (eritropoyetina, granulopoyetina, trombopoyetina) Factores de crecimiento Factores estimuladores de liberación de células a la sangre Madurez celular Estímulos ambientales (infecciones, inflamaciones, respuesta inmunitaria) 13