HEMA225 Clase N°6 Granulopoyesis

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HEMA 225 (Hematología general)– Mauricio López Sierra Martes 04/09/2018 – Francisco Matamala Yefi Clase N° 6 (HEMA 225): Granulopoyesis Historia: ¿qué tienen en común la bandera de Estados Unidos, un texto de cirugía asociada a la guerra, comida con moho y un glóbulo blanco? En la guerra, la comida empezó a podrirse, sin embargo, algunas partes que estaban con sangre de los soldados no generaban hongos, se hace un comentario en un texto de cirugía en donde se les llama células mucosas a los glóbulos blancos que estaban ejerciendo su acción. Esta acción es defender, eliminar agentes patógenos, para ello se necesita una acción precisa y no exacerbada (de lo contrario se genera una respuesta autoinmune. Glóbulos blancos: Ejemplo de ellos son neutrófilos, basófilos y eosinófilos. Estos son conocidos como granulocitos por tener gránulos citoplasmáticos, los cuales sirven para atacar, identificarlos y “apagarlos” para evitar una respuesta autoinmune. Estudiar el glóbulo rojo fue relativamente fácil, pues era una “bolsa con lípidos” fácil de analizar, sin embargo, el citoplasma del glóbulo blanco tiene gránulos que son agentes quimiotácticos que hay que activar y apagar para estudiar. ¿Cómo se hizo? Los granulocitos se colocaron en una botella de acero, luego se le aplica nitrógeno a alta presión, este ingresa a las células y al retirarlo estalla el glóbulo blanco, posteriormente entra a un gradiente de centrifugación, por ejemplo, asociado a un gradiente de azúcar para separar distintas fases de los granulocitos (si no fuesen separados por gradiente habría granulocitos con sus componentes al fondo y lleno de detritus celular).

El gradiente de azúcar luego se puede identificar en un gel o con cromógenos ver cómo está la célula completa. Dentro de los gránulos que poseen los granulocitos, el neutrófilo sirve de ejemplo para los otros 2 (eosinófilo y basófilo) Hay 4 tipos de gránulos: 1. 2. 3. 4.

Azurofílicos Específicos (secundarios) Terciarios Vesículas secretorias

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HEMA 225 (Hematología general)– Mauricio López Sierra Martes 04/09/2018 – Francisco Matamala Yefi Una célula multipotente en la medula ósea recibe diferente información (citoquinas y factores de crecimiento) para poder dividirse multiplicarse y luego generar especificidad celular, hasta generar por ejemplo un neutrófilo. Una célula multipotente no tiene gránulos, pero en su desarrollo sí los genera, por lo tanto, en algún momento los sintetiza y en ese punto se hará la distinción entre neutrófilo, basófilo y eosinófilo. Los gránulos azurofílicos son formados en la etapa promielocítica, en general contiene antimicrobianos y tienen la cualidad de fusionarse con vesículas fagocíticas (distintas a las vesículas secretorias). •

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MPO (mieloperoxidasa): cataliza la formación de hipoclorito el cual sirve para la destrucción de la membrana, el color verde-amarillo del pus es indicación de que hay buena respuesta de los neutrófilos, cuando esa coloración es lechosa-liquida significa que hay algún defecto en la generación de los gránulos azurofílicos Integrinas: son proteínas catiónicas no específicas para bacterias, pero sí para hongos y virus. Lisozima: degrada peptidoglicano Proteína específica para Gram negativo Factores específicos antifúngicos: Azurodicina antibacterial-fúngico (C.albicans) Elastasa, catepsina G, esterasa N: implicadas en remodelación del tejido, modificarlo para que los granulocitos vayan al sitio donde se genera la infección Gránulos CD66c-CD63: Marcadores que por citometría de flujo permite identificarlos

Gránulos específicos (secundarios): • • • • •

se fusionan con vesículas fagocíticas, generan “bolsa” lista para el ataque. Apolactoferrina: impide el crecimiento de las bacterias, porque necesitan fierro y la apolactoferrina capta este fierro transformándose en lactoferrina Vitamina B-12: restringe la vitamina B-12 implicada en la síntesis de material genético Activación de plasminógeno: al haber patógeno destruyendo tejido produce hemorragia y para detenerla se necesita plasminógeno Colagenasa: implicada en remodelamiento de tejido (como la elastasa), inflamación

Reacción al interior de los gránulos secundarios, conocida como Haber-Weiss:

H2O2+O-2

Fe3+

OH+OH-+O-2

Generamos junto al fierro radicales hidroxilos y oxigeno reactivo, que en el glóbulo rojo hay que evitar esto, pero en los gránulos secundarios está presente para atacar la membrana del patógeno. Los pacientes que están desprovistos de estos gránulos específicos tienen una mayor cantidad de enfermedades pulmonares dérmicas y defectos en movilidad del neutrófilo. Gránulos terciarios: • • • •

Terciarios o gelatinasas Se conoce menos de estos gránulos (su contribución en defensa es menos conocida) sirven para señalización celular (activar o apagar) masa y volumen similar a los secundarios, en volumen sucralosa sedimentan en el mismo lugar

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vesículas secretorias: •

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formadas por endocitosis, en gran parte tienen receptores en la membrana, ya que están asociadas a señalización y son altamente útiles cuando la infección ya se ha iniciado, pero se necesita seguir respondiendo debido a que el agente patógeno es superior o en cantidad superior, posible función de almacén de membrana. Fosfatasas alcalinas: para la destrucción o señalizadores Canales de membrana Proteínas de adhesión Receptores Bombas iónicas Aminopeptidasas N: inactivan Actividad del neutrófilo, evita movilidad

Membrana plasmática: • •

función de encendido y apagado posee Rafts (también presente en membrana de eritrocitos), implicados en transducción de señales

Una situación interesante que se ve en las transfusiones sanguíneas, por ejemplo una persona con el sistema inmune activado por que está enfermo (por ejemplo: resfriado, infección, inflamación, etc.) y el sistema inmune tiene membranas o reservas de membranas plasmáticas, si a esa persona se le saca sangre y se la entregamos a un paciente, la sangre viene con un grado de activación, lo que estamos haciendo es entregarle mayores cantidades de lípidos que se disparan en una infección le estamos dando demasiados lípidos activados y el paciente tiene una reacción inmune gracias a que la persona tenía una persona tenía un estado de infección o inflamación. Hay algunos factores que debemos incluir para poder eliminar lo que ya activamos: • •

Aminopeptidasa N (CD13): inactiva la citoquina proinflamatoria (IL-8), eliminando la actividad quimiotáctica. Endopeptidasa de los neutrófilos: inactiva el factor activador de los neutrófilos (FMLP)

Citoesqueleto: El movimiento de Quimiotaxis se necesita dentro del citoesqueleto, este se puede mover gracias a que tiene una serie de proteínas: Actina 10%, actin binding protein, miosina, α-actinina, gelsolina, profilina, tubulina y tropomiosina que podemos asociar por ejemplo a la contracción muscular. Lípidos de los Neutrófilos: Los vamos a encontrar en la membrana y dentro de la célula, se encuentran también en vesículas secretoras que pueden ser un almacén de membrana y la mayoría de los lípidos nos va a entregar lo que conocemos como la transducción de señal asociados al calcio Otras de las características de los lípidos de los neutrófilos es que la Fosfatidilcolina es un precursor de los leucotrienos y se asocia a los alérgicos, asmáticos, etc. hay exacerbación de Fosfatidilcolina

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HEMA 225 (Hematología general)– Mauricio López Sierra Martes 04/09/2018 – Francisco Matamala Yefi que va a generar leucotrienos (antiguamente los asmáticos no podían donar sangre, hoy en día ante la falta de sangre, un asmático controlado si puede hacerlo) • • •

Prostaglandinas: asociadas a la relajación del músculo liso. Tromboxanos: similar a la activación del plasminógeno. Lipoxinas: un antinflamatorio en asma. Dentro de los lípidos de los neutrófilos están los complejos rafts (Largedetergents-resistant Complexes) y ayudan en la transducción de señal y reserva de membrana. desde dentro del neutrófilo va a dar su acción de membrana como transductor de señales con el fin de activar e inactivar al neutrófilo. Se asocian a la adhesión, bacterias, toxinas, estrés, etc. Entonces tenemos los azurofílicos, secundarios, terciarios, vesículas y todos ellos se pueden ver al microscopio gracias a una tinción.

Cuerpos lipídicos citoplasmáticos: Estos cuerpos lipídicos existen, pero solo los vamos a observar cuando el paciente tenga una gran cantidad de ellos, cuando el organismo lo requiera, ósea, en una persona que duerme bien y que no tiene una infección no deberían verse al microscopio. • Aumentan en infección • Asociados a señalización • Rol exacto no conocido • Asociados a los eosinófilos Citosol: • 45% de las proteínas están asociadas al factor inhibidor de migración (MRP) el cual evitar la migración y eso es básicamente detener la actividad. • Asociados con antiinflamatorios • Posee un porcentaje importante de glicógeno, para que sigan funcionando cuando hay poco O2, por ejemplo, cuando hay presencia de bacterias. Núcleo: Alta o baja actividad: Una célula diferenciada, altamente específica con sus gránulos la actividad del núcleo es baja, se ha demostrado que hay síntesis de RNA y proteínas (muy probablemente asociado a la migración y activación del neutrófilo).

Productos microbicidas de los Neutrófilos: El neutrófilo lo que más tiene es la mieloperoxidasa para generar el hipoclorito, generar su acción dentro o fuera. Tiene gránulos específicos y terciarios que van a evitar la entrega de fierro o vitamina b12 o proteínas asociadas a la regeneración genética. El núcleo que puede activar desde dentro el neutrófilo o apagarlo gracias el citosol.

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Quimiotaxis: En el citoplasma, en membrana, en núcleo todos asociados a encender o apagar este movimiento, esto gracias a factores quimiotácticos, sobre todos aquellos que activan la quimiotaxis gracias a lípidos o proteínas proinflamatorias. Antimicrobianos: • • •

Hipoclorito (OCl-) Independientes de la mieloperoxidasa: Peróxido de hidrógeno y anión superóxido. Independientes de Oxígeno: pH ácido,Lisozima, Lactoferrina, Defensinas, proteína bactericida permeabilizante.

Una vez que comienza la quimiotaxis, los factores quimiotácticos, una vez que se han eyectado, no significa que el N vaya al sitio de infección y comienze su acción, cuando recibe la información inmediatamente genera la movilidad y también generación de MPO y genera la formación de potras factores para atacar. (Todo comienza al mismo tiempo) ¿Cómo de una célula inmadura llegamos al granulocito? Criterios para diferenciar a los granulocitos: • Tamaño de la célula • Tamaño del núcleo con respecto al citoplasma • Estado de la cromatina • Presencia o ausencia de nucléolos • Color citoplasma.

Granulopoyesis: Definida por: • Reducción del tamaño celular (a medida que se hace específica disminuye su tamaño) • Adquisición de granulación específica (se encuentra dependiendo en qué etapa de la granulopoyesis vaya la célula) • Estado del núcleo 5

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Los cambios morfológicos se encuentran en la reducción de la relación núcleo citoplasmática, desaparición de los nucléolos, maduración de la cromatina nuclear, desaparición de la basofilia citoplasmática, aparición de la granulación primaria o azurófila a partir del promielocito y Aparición de la granulación secundaria o específica (neutrófila, eosinófila, basófila) a partir del mielocito. Esto se encuentra en distintas etapas de la granulopoyesis. El proceso de la granulopoyesis es la formación, diferenciación y maduración de tres estructuras ( neutrófilos, eosinófilos y basófilos), la mayoría se centra en los neutrófilos y como la mayoría se centra en estos, es la mayor reserva de la medula, una gran cantidad de ellos se está produciendo constantemente desde la medula, sin embargo prácticamente en muy poco tiempo ya ejerciendo su posible función no necesariamente tiene que estar activado, los eosinófilos presentan una vida media más larga y los basófilos no tienen una función bien definida. La granulopoyesis se genera en 3 microambientes, medula ósea, sangre y tejidos, en medula ósea proliferación y parte de su maduración, parte de ellos van a quedar dispuestos ahí en caso de ser necesario, en sangre vigilando todo el circuito de que no vaya a haber ningún tipo de necesidad de ellos para que sean activados y finalmente en los tejidos donde van a ejercer su función o van a ser eliminados después de que su vida media haya transcurrido. • • •

Medula ósea: o Proliferación 7,5 días o Maduración y almacenamiento 6,5 días Sangre: o Desaparición aleatoria 6 horas Tejidos: o Ejercen funciones, perdidas por mucosas o captación por REL 1-2 días

La célula más inmadura que en cantidad es poca es el mieloblasto, porque hay multiplicación exclusiva en la medula ósea, la replicación y la mitosis se va a producir en 3 etapas, mieloblasto, promielocito y mielocito. Luego de llegar hasta el mielocito ya no hay más aumento de células, continua la misma cantidad, la maduración va a generarse en la medula ósea y una vez que el neutrófilo está listo para actuar, pasa a la sangre y luego a los tejidos donde ejerce su función

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HEMA 225 (Hematología general)– Mauricio López Sierra Martes 04/09/2018 – Francisco Matamala Yefi MIELOBLASTO

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Tamaño mediano (14-20 um) Núcleo prominente central o excéntrico redondeado cromatina fina, homogénea, 2 -5 nucléolos. Citoplasma basófilo, SIN gránulos por definición, o muy pocos (En leucemias pueden observarse) Comienzan la producción de azurófilos primarios, no se ven, pero ya se ha iniciado (MPO) Solo en la MO

*Si tenemos una célula que tiene todas estas características, pero tiene granulaciones NO debería ser un mieloblasto porque por definición no tiene gránulos.

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2 a 3 veces un glóbulo rojo, se ve granulación, nucléolos, luego el núcleo se hace más pequeño y pasa a la siguiente etapa

PROMIELOCITO • 12-15 um • Cromatina más laxa, presenta acetilaciones de las histonas y esta permite que sea más laxa, con esto se le da espacio al núcleo para la síntesis, por esta cantidad de trabajo los nucléolos son menos evidentes. • Citoplasma más abundante con gránulos azurófilos (acumulación) o inespecíficos. • Comienza la síntesis de los gránulos inespecíficos • Fin síntesis MPO (mieloperoxidasa)

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MIELOCITO • • • •

Núcleo intermediario (relación 50-50 %) a menudo excéntrico, cromatina más gruesa, sin nucléolos evidentes. 16-24 µm (de todos los vistos es el más grande) Citoplasma levemente basófilo, aparecen gránulos secundarios visibles. Debido a la tinción no permite observar los gránulos azurofílicos, están presentes, pero no se ven.

METAMIELOCITO • • • •

Tamaño similar a mielocito. Núcleo forma arriñonada, cromatina más gruesa Gránulos primarios ya no se observan al microscopio se ve una mayor presencia de los gránulos secundarios.

BACILIFORME O EN BANDA

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Núcleo presenta una imagen aún más arriñonada comienza la unión del núcleo a través de filamentos (aquí no se ven), comienza la diferenciación o separación del núcleo Presencia de gránulos secundario Abundantes gránulos secundarios Síntesis de gránulos terciarios Esto es diferente en la patología

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SEGMENTADO • Núcleo multilobulado (3-5) con secciones de heterocromatina • Al menos 2 de los lóbulos separados por un filamento. • Citoplasma con gránulos neutrófilos • Citoplasma de tono rosado • Síntesis gránulos terciarios y gelatinasas. Los gránulos terciarios facilitan fagocitosis, tiene gelatinasas, puede llegar a los tejidos y modificarse

EOSINÓFILOS • • • • •

Misma maduración que neutrófilos Solo un tipo de gránulos es reconocido, al observarse es grueso (otros 2) 20/cel Peroxidasa específica, Pt catiónicas y MBP Activados secretan IL Muy característicos en enfermedades parasitarias, alergias, neoplasias, fármacos

BASOFILOS

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Misma maduración que neutrófilos Granulación característica Presentes en alergias Heparina e histamina presentes en inflamación, presión sanguínea, dolor y coagulación, por lo tanto, son reactante en la inflamación y alergias.

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