Patofizjologia, 20.01.2012 r. - hematologia

Hemopoeza - powstawanie erytrocytów, granulocytów, monocytów, limfocytów, płytek krwi ( w czerwonym szpiku kostnym u dorosłego człowieka),

Szpik kostny - heterogenna populacja komórek krwiotwórczych do totipotencjalnej komórki macierzystej o wybitnych zdolnościach do intensywnej samoodnowy, proliferacji i różnicowania, po dojrzałe komórki krwi i wybitnie ograniczonymi możliwościami proliferacji.

Wskazania do biopsji szpiku:

1. Ocena przyczyn nieprawidłowości we krwi obwodowej jeżeli nie są one jasne na podstawie innych badań.

2. Ocena stanu zaawansowania klinicznego niektórych chorób nowotworowych.

3. Diagnostyka gorączki nieustalonego pochodzenia, chorób spichrzeniowych, splenomegalii, limfadenopatii.

4. Monitorowanie chorób hematologicznych.

Wskazania szczegółowe:

1. Pancytopenia.

2. Niedokrwistość, leukopenia, małopłytkowość o nieznanej etiologii.

3. Niedokrwistość makrocytarna.

4. Obecność niedojrzałych krwinek we krwi zwłaszcza blastów.

5. Leukocytoza o nieznanej etiologii.

6. Niewyjaśniona obecność krwinek o kształcie łez.

7. Paraproteinemia i diagnostyka przyczyn obecności białka monoklonalnego.

8. Diagnostyka chorób wywołanych przez niektóre grzyby, bakterie, pasożyty.

Powikłania po biopsji:

1. Przebicie mostka, odma śródpiersiowa, przebicie prawej komory/przedsionka serca i tamponada osierdzia, uszkodzenia aorty.

2. Pęknięcie mostka.

3. Niezależne od miejsca wykonania biopsji : złamanie się igły, krwawienie z miejsc wkłucia, lokalne zakażenie.

Ocena komórkowości szpiku:

• powierzchnia zajmowana jest przez jądrzaste komórki hematopoetyczne szpiku w stosunku do powierzchni całego obrazu szpiku

<10 r.ż 80%

10-20 r.ż 65%

20-30 r.ż 60%

30-70 r.ż 50%

>70 r.ż 30-50%

• 1 ml aspiratu szpiku pobranego na EDTA przenieść do rurki Wintroba i odwirować 850g/8 min

• od dołu: erytrocyty, kożuszek komórek szpikowych i limfoidalnych (5-8%), osocze, okołonaczyniowe i tłuszczowe komórki (1-3%)

Szpik ubogokomórkowy

• techniczna wada pobierania szpiku

• podeszły wiek

• stany po chemioterapii i radioterapii

• wpływ leków i toksyn

• wpływ czynników infekcyjnych

• niedokrwistość aplastyczna

• NNH (nocna napadowa hemoglobinuria)

• niektóre białaczki

• osteomielofibroza

• przewlekłe choroby wyniszczające

Szpik bogatokomórkowy

• białaczki

• choroby mieloproliferacyjne

• niedokrwistość hemolityczna

• hipersplenizm

• okres noworodkowy

• odczyny białkowe

Narządy krwiotwórcze w okresie życia płodowego

• pęcherzyk żółtkowy - ok. 6 tygodnia życia płodowego, pierwsze ogniska erytropoezy o charakterze megaloblastycznym

• wątroba - do 2 m-ca życia płodowego do 2 m-cy po urodzeniu

• śledziona - 3-8 miesiąc życia płodowego

• szpik kostny podejmuje czynność krwiotwórczą w około 4 m-cu życia płodowego

Warunki prawidłowego krwiotworzenia

1. macierzysta komórka szpiku

2. mikrośrodowisko homopoetyczne (HIM - homopoetic inductive microevironment)

3. czynniki wzrostowe

Hemopoezę charakteryzują procesy:

1. odnowy - zdolność do odtwarzania populacji komórek o identycznych cechach jak komórka macierzysta

2. różnicowania - ciąg przemian warunkujący pełnienie przez komórki określonych funkcji

3. dojrzewanie - komunikacja związków wytwarzających subkomórkowe struktury niezbędne do wyspecjalizowania komórki

Mikrośrodowisko hemopoetyczne

Elementy mikrośrodowiska:

• komórki podścieliska (tłuszczowe, fibroblasty, komórki śródbłonka, osteoblasty, osteoklasty)

• macierz pozakomórkowa (proteoglikany, fibronektyna, kolagen, lamina, hemonektyna, trombospondyna)

• struktury naczyniowe (tętnice, tętniczki, włośniczki, zatoki, sinusoidy zbiorcze i centralne)

Komórki hemopoetyczne - macierzyste, wielopotencjalne, ukierunkowane dla poszczególnych linii, proliferujące, dojrzewające i dojrzałe

Pula komórek macierzystych

wielopotencjalnych

1. Komórki macierzyste

• są nierozpoznawalne morfologicznie

• posiadają potencjał samoodnowy

• posiadają potencjał wielokierunkowego rozwoju

• zwykle nie są w cyklu komórkowym

• fenotyp CD34 +, CD38-

2. Komórki wielopotencjalne

• nierozpoznawalne morfologicznie

• posiadają ograniczony potencjał samoodnowy

• zdolność do różnicowania ograniczona jest do linii limfoidalnej lub mieloidalnej

• CD34+, CD38-

3. Komórki ukierunkowane

• nierozpoznawalne morfologicznie

• brak zdolności samoodnowy

• różnicowanie ograniczone do jednego szeregu komórkowego

• CD34+, CD38-

4. Komórki dzielące się

• morfologicznie rozpoznawalne, są charakterystyczne dla poszczególnych linii, zwykle stanowią 2-3 szczeble rozwojowe

• brak zdolności samoodnowy

• różnicowanie - w obrębie danego szeregu

ERYTROPOEZA

CFU-s BFU-e/CFU-e (podobne do małych limfocytów, nierozpoznawalne w mikroskopie świetlnym) proerytroblasterytroblast zasadochłonny erytroblast wielobarwliwy erytroblast kwasochłonny retikulocyt erytrocyt

Aspekty kinetyczne

• 5 x 10⁹/kg mc erytroblastów i erytrocytów

• 3 x 10⁹/kg mc erytrocytów

proerytroblast dzieli się 1x

erytroblast zas. 2-3x

erytroblast polichromatyczny <1x

erytroblast ortochromatyczny nie dzieli się

czas przejścia proerytroblasta do erytrocyta 5-6 dni

Regulacja erytropoezy

Czynniki pobudzające

• erytropoetyna - EPO

• prostaglandyny PGE1 i PGE2 - pobudzają syntezę EPO

• androgeny - regulują wytwarzanie receptorów dla EPO

• czynnik stymulacji BFU-e/BPA-I - syntetyzowany przez monocyty i makrofagi w obecności limfocytów

• czynnik pobudzający erytroblasty - związek białkowy działający synergistycznie do EPO

Czynniki hamujące erytropoezę

• osoczowy inhibitor erytropoezy - wytwarzane przez układ monocytów/makrocytów hamujących działanie EPO

• tkankowy inhibitor erytropoezy - wytwarzane przez maikrofagi działa na BFU-E, CFU-e

• nerkowy inhibitor erytropoezy - reguluje syntezę EPO w nerce

• kwaśne izoferrytyny, estrogeny, nadmiar wolnego hemu

Nieprawidłowości morfologiczne

• mikrocyty (< 8 µm)

• niedobór Fe

• wrodzona niedokrwistość syderoblastyczna

• choroby p…

• makrocyty (>8 µm)

• choroby wątroby, alkoholizm (okrągłe makrocyty)

• MDS

• ciąża

• noworodki

• hemoliza

• niedobór witaminy B12 i/lub kwasu foliowego

• hydroksymocznik i antymetabolity (owalne makrocyty)

• nabyta niedokrwistość syderoblasyczna

• niedoczynność tarczycy

• przewlekła niewydolność oddechowa

• krwinki o kształcie ołówka

• niedobór Fe

• niedobór PK

• eliptocyty

• wrodzona eliptocytoza

• schistocyty

• DIC

• niewydolność nerek

• HUS

• TTP

• lakrymocyty

• mielofibroza

• nacieczenie szpiku

• kształt łzy

• krwinki sierpowate

• krwinki tarczowate

• choroby wątroby

• niedobór Fe

• krwinki karbowane

• krwinki kolczyste

• akantocyty

• niedobór PK

• poikilocytoza

• różny kształt krwinek

• krwinki nadgryzione

• niedobór GGPD

• nakrapiane zasadochłonne

• rulonizacja

• szpiczak

• zwiększona ilość retikulocytów, krwawienie, hemoliza

• ciałka Heinza, Howella - Jolly'ego

GRANULOPOEZA

CFU-GM CFU-G (nierozpoznawalne w mikroskopie świetlnym) mieloblast promielocyt (początek różnicowania w stronę granulocytów obojętno, kwaso, zasadochłonnych) mielocyt metamielocyt dojrzały granulocyt

Aspekty kinetyczne

• mieloblasty i promielocyty dzielą się 2 razy

• mielocyty - 2 lub więcej

• czas przejścia od mieloblasta do mielocyta - 6 dni

• czas pobytu krwinek w obrębie XXX prawidłowej wynosi 4-12 dni

• stosunek liczbowy mieloblasty / promielocyty/mielocyty 1,8:2,1:13

Czynniki pobudzające granulopoezę:

• GM-CSF

• G-CSF

• IL-3

• IL-2

• IL-6

• IL-11

Czynniki hamujące granulopoezę:

• czynnik martwicy nowotworów (TNF-alfa)

• transformujący czynnik wzrostu beta (TGF-beta)

• IL-10

MEGAKARIOPOEZA

CFU-SBFU-MegCFU-Meg megakarioblast promegakariocyt (magakariocyt zasadochłonny) megakariocyt (forma pośrednia - megakariocyt ziarnisty) megakariocyt dojrzały (płytkotwórczy) trombocyt

Szereg monocytarny

CFU-GM CFU-MD monoblast promonocyt monocyt makrofag

stosunek ilościowy komórek układu białokrwinkowego do czerwonokrwinkowego

3 : 1,4 : 1

(około 65% komórek prawidłowego szpiku stanowi układ białokrwinkowy)

Nieprawidłowości w homopoezie

ilościowe

• niedokrwistości/nadkrwistości

• granulocytopenia/granulocytoza

• monocytopenia/monocytoza

• limfopenia/limfocytoza

jakościowe

• pikilocytoza - zmiany kształtu

• anizocytoza - zmiany wielkości

• nieprawidłowości w budowie błony komórkowej

• zaburzenia dojrzewania, różnicowania

1LRBC = 330g Hb = 11 * 10¹² komórek

Wskaźniki czerwonokrwinkowe

• MHC (SMH )

• średnia masa Hb w erytrocycie

• MCH = Hb (g/l lub mmol/l) : RBC/1l'

• N = 27 - 32 pg lub 1,8 - 2,2 fmol

• wzrost - niedokrwistość makrocytowa

• spadek - mikrocytoza i niedob…

• MCV (SOK)

• średnia objętość krwinki czerwonej

• MCV = obj. krwinek czerwonych w 1l krwi (cm ³ lub / ml) : RBC w litrze

• N = 80 - 92 µm³ (fl)

• wzrost - makrocytoza

• spadek - mikrocytoza

• MCHC (SSH)

• średnie stężenie Hb w krwince czerwonej

• MCHC = Hb(g/dl) : Ht % x 100%

• N = 32 - 38% (g/dl)

• MCHC = Hb (g/l) : Ht (l/l)

• N = 320 - 380 g/ll

• MCHC = Hb (mmol/l) : Ht (l/l)

• N = 20-24 mmol/l

• wzrost - sferocytoza wrodzona

• spadek - niedokrwistość z niedoboru Fe

Prawidłowy obraz WBC (limf)

• neutrofile 60 - 70%

• pałeczki 3-5%

• segmenty 57-65%

• eozynofile 2 - 4 %

• bazofile 0 - 1 %

• limfocyty 20 - 45 %

• monocyty 4 - 8 %

komórki rodzicielskie linii limfoidalnej

płytki krwi (żyją 7-10 dni)

komórki prekursorowe układu płytkotwórczego

monocyty/makrofagi

granulocyty

komórki prekursorowe układu granulocytowego i monocytowego

erytrocyty

komórki prekursorowe układu czerwonokrwinkowego

komórki rodzicielskie ukierunkowane linii mieloidalnej

---