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18/04/2012
1
SEMINARIO Nº 1
GENERALIDADES
HEMOPOYESIS
Dr. Guillermo Moscatelli
COMPOSICION DE LA SANGRECOMPOSICION DE LA SANGRE
1)1) Células ó elementos formes: glóbulos rojos, leucocitos y plaquetas.
2) Un fluido llamado plasma.
Componentes inorgánicos
g/l mEq/l
Sodio
Potasio
Calcio
Magnesio
3.28
0.18
0.10
0.02
135-145
3.5-5.5
5
2
Cloruros
Bicarbonatos
Fosfatos
3.65
0.61
0.04
105
22-26
2
Glucosa
Urea
0.9
0.4
18/04/2012
2
VOLEMIA
Es el volumen sanguíneo total de un individuo.
Representa la suma del volumen que ocupan las
células (VGT) y del volumen que ocupa el plasma
(VPT).
Valores Normales
Volumen Sanguíneo
ml/kg
Volumen Globular
ml/kg
Volumen Plasmático
ml/kg
Hombres 61.5 ± 8 28.2 ± 4 34.5 ± 5
Mujeres 59 ± 5 24.2 ± 2 36 ± 3
18/04/2012
3
Funciones de la sangreFunciones de la sangre
Transporta:
Gases (respiración celular: O2 y CO2)
Nutrientes esenciales
Desechos del metabolismo celular
Moléculas de comunicación intercelular
Células del sistema inmune
Efectores de la hemostasia
Componentes del sistema amortiguador del pH
Interviene en la regulación de la temperatura corporal
Hemopoyesis
Hemopoyesis es el proceso por el cual las
células stem son inducidas a proliferar y
diferenciarse en un microambiente definido con
intervención de las citoquinas, dando lugar a
progenies madura y células terminales que
pasan a la circulación sanguínea para cumplir
sus funciones específicas.
18/04/2012
4
La hematopoyesis
• Existen células madre (stem cells) capaces de
autorreplicarse y de dar origen a todos los
elementos formes de la sangre.
• Al comprometerse en diferentes líneas
hematopoyéticas, las células pierden la
capacidad de autorrenovarse y se restringe su
potencialidad.
Regulación de la hematopoyesis
• La conservación de un microambiente
medular adecuado es indispensable para la
hematopoyesis.
• Los diferentes estadios de maduración celular
son estimulados por factores más o menos
específicos.
18/04/2012
5
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 20 30 40 50 60
Fémur
Esternón
Vértebras
Saco
vitelino
Hígado
Bazo
M.O.
Meses de gestación Edad en años
ACTIVIDAD HEMATOPOYÉTICA
El concepto de “nicho”
18/04/2012
6
• Sitio anatómico definido
• Lugar donde las stem cells pueden ser mantenidas y
reproducirse
• Lugar donde la diferenciación está inhibida
• Espacio limitado que limita el número de células
que lo ocupan
• Espacio donde podría ser inducido un fenotipo
“stem cell” desde una célula ligeramente más
madura
El concepto de “nicho”
¿Qué es DIFERENCIACION?
¿Qué es MADURACION?
¿Qué es AMPLIFICACION?
18/04/2012
7
La hemopoyesis es jerárquica…
Célula madre
Células progenitoras
Células
morfológicamente
reconocibles
Células maduras con tiempo
limitado de vida
AP
¿?
18/04/2012
8
Stem Cells Progenitores Precursores
Histología No son morfológicamente reconocibles Morfológicamente
reconocibles
Número 0.01-0.05 % de la población
de MO
60 % en G0
0.95 % de la población
de MO
100 % en G1
> 99 % de
celularidad de
Médula Ósea
Sobrevida Inmortales Limitadas (dependen
de las citoquinas)
Limitadas (ni
dependen de
citoquinas)
Replicación Autorreplicación ilimitada Autorreplicación
limitada
No se
autorreplican
Evolución Diferenciación ilimitada Diferenciación limitada Maduran
Estructura Stem Cell totipotente y
pluripotente
Multipotentes (CFU-
GEMM), bipotentes
(CFU-GM),
monopotentes (CFU-G)
Compartimiento
proliferativo-
madurativo;
compartimiento
madurativo
Regulación Microambiente medular y
citoquinas
Citoquinas
Células Madre
•La mayor parte de las células madre hematopoyéticas se encuentran en
la médula ósea.
•Las células madre de sangre periférica (PBSC), se encuentran en el
torrente sanguíneo. Vida ½ de 1 a 2 horas.
•La sangre en el cordón umbilical también contiene células madre
hematopoyéticas.
•Las células que provienen de cualquiera de estas fuentes se pueden
utilizar para realizar trasplantes.
•En un trasplante autólogo, los pacientes reciben sus propias células madre.
•En un trasplante singénico, los pacientes reciben las células madre de su
gemelo idéntico.
•En un trasplante alogénico, los pacientes reciben las células madre de su
hermano, hermana, padre o madre.
•Una persona que no es un familiar del paciente (un donante no emparentado)
también puede aportar las células madre.
18/04/2012
9
STEM CELLS HEMOPOYETICAS: PLASTICIDAD
“Capacidad de las stem cells de expandir su potencialidad
hacia diferentes linajes celulares”
Existiría una población de células altamente “plásticas”
en la médula ósea con esta capacidad:
Bone Marrow Derived Stem Cells (¿prehematopoyéticas?)
Estas células podrían diferenciarse si se dan las condiciones
en tejido hepático (SDF-1-a), músculo cardíaco (SCF y G-CSF)
músculo esquelético, neuronas, oligodendrocitos, riñón,
pulmón (neumonocitos tipo 2), células epiteliales cutáneas,
células intestinales
CONCEPTOS GENERALES DE LA HEMOPOYESIS
1) El comisionamiento, la maduración y proliferación están
coordinadas por productos de regulación génica.
2) Este proceso es idéntico persona a persona
3) Los patrones de expresión antigénica son establecidos
durante la etapa fetal.
El desarrollo en la hemopoyesis es como la música:
-Son múltiples notas en secuencia
-Están juntas pero con acordes
-Tienen diferentes intensidades
-Tienen ritmo
18/04/2012
10
¿Qué son las citoquinas?
•Mediadores químicos que regulan la proliferación, diferenciación
y maduración de las células hemopoyéticas.
•Producidas por muchos tipos celulares como linfocitos,
macrófagos, células endoteliales, epitelios y fibroblastos.
•Tienen 2 efectos fundamentales sobre sus células diana:
mitógénico e inhibidores de la proliferación.
•Las quimioquinas (o quimiocinas) son un tipo de citoquinas de
pequeño tamaño, con papeles en la respuesta inflamatoria y la
quimiotaxis de fagocitos.
Actúan sobre receptores específicos de membrana (en muy
bajas concentraciones).
Son sinérgicas.
Efecto pleotrópico.
Efecto parácrino.
Efecto autócrino.
Muchos factores de crecimiento actúan como citoquinas y
muchas citoquinas actúan favoreciendo el crecimiento
18/04/2012
11
Tipos según la función. Participan de modo relevante en
inflamación, respuesta inmunitaria y proliferación celular.
Funcionalmente, se pueden agrupar en cinco clases:
Las que regulan la función leucocitaria; en particular el
crecimiento y activación de los linfocitos; favoreciendo (IL-2,
IL-4) o inhibiendo (IL-10 y TGF-ββββ).
Las implicadas en la inmunidad natural, como en la
inflamación: TNF-αααα, IL-1ββββ, IFN- αααα, INF-ββββ e IL-6.
Las que activan los macrófagos en las respuestas inmunitarias:
IFN-γγγγ, TNF-αααα, TNF-ββββ (linfotoxina), IL-5, IL-10 e IL-2.
Las que activan movimiento de leucocitos (quimioquinas).
Las que activan la hematopoyesis, principalmente de
leucocitos: IL-3, IL-7, G-CSF y GM-SCF (factores
estimuladores de las colonias de granulocitos y de granulocitos y
macrófagos), y SCF (stem cell factor).
EPO
•Es un CSF.
•Producción: 90% renal y 10% extrarrenal.
•Blanco: serie roja principalmente.
•Función: (+) eritropoyesis.
SCF (KIT ligando)
•Es un CSF.
•Producción: endotelio, fibroblastos estromales, epiteliales
intestinales, queratinocitos, stem cell.
•Blanco: Stem Cell (receptor kit).
•Función: (+) replicación, mantiene la sobrevida de las Stem
Cell.
18/04/2012
12
IL-3
•Es un CSF.
•Producción: linfocitos T.
•Blanco: CFU-GEMM, BFU-E, CFU-E, CFU-GM, linfocitos.
•Función: (+) proliferación y diferenciación.
SDF1 (Factor derivado de células estromales)
•También llamado CXCL 12 (quimioquina alfa tipo CXC).
•Receptor: CXCR4 (expresado por células madre).
•Se expresa en MO por células endoteliales, osteoblastos del
endostio y estromales medulares.
•Función: induce la quimiotaxis y adhesión de stem cells
hemopoyéticas c-kit + a la matriz extracelular a través de la
activación/regulación de moléculas específicas de integrinas.
Flt-3
•Es una citoquina.
•Su receptor es la tirosín quinasa flt-3 presente en stem cells y
progenitores temprano, gónadas, placenta y cerebro.
•Como el SCF es débil, y potencia su actividad proliferativa
junto a otras citoquinas.
•Su acción excede la hemopoyesis cumpliendo funciones en
células dendríticas y NK.
•Mutaciones del flt-3 están presentes en LMA y confieren un
mal pronóstico y un Target terapéutico potencial.
Angiopoyetina 1 (Ang-1)
•Es una citoquina.
•Tiene efecto en el desarrollo y función de las células madres.
•Producida por osteoblastos del endostio.
18/04/2012
13
18/04/2012
14
Causas de déficit de B12
Causas de déficit de ácido fólico
18/04/2012
15
VSG
• Velocidad con la que sedimentan los GR en
sangre anticoagulada.
• Método sensible e inespecífico.
• Permite detectar tempranamente patologías.
• Las modificaciones de la densidad del plasma
no constituyen el factor causal, ya que la dilución
de la sangre con solución fisiológica no acelera
la VSG.
• Depende básicamente del número de GR,
tamaño de los GR y proteínas plasmáticas.
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16
Hombre: 12 a 15
mm/h
Mujer: 18 mm/h
Bibliografía recomendada
•Best y Taylor, “Bases fisiológicas de la práctica médica”, 13ra
edición en español, 2003.
•Guyton, Manual de Fisiología Médica, 11ª edición, 2006.
•Mide S., Fassi D:, Carreras L., Forastiero R., “Sangre, estructura
y fisiología”, 1ra edición, 2000.
•Nathan and Oski Ed, Hematology of Infancy and Childhood. 7th
edition, 2008.
•Wintrobe´s Clinical Hematology Lee, Foerster, Lukens,
Paraskevas, Greer and Rodgers Ed, Baltimore Maryland USA.
11th edition, 2004.
•Williams-Hematlogy. 8th edition, 2010.
•Fisiología Humana de Houssay, 7ma edición, año 2000.

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01- Hemopoyesis

  • 1. 18/04/2012 1 SEMINARIO Nº 1 GENERALIDADES HEMOPOYESIS Dr. Guillermo Moscatelli COMPOSICION DE LA SANGRECOMPOSICION DE LA SANGRE 1)1) Células ó elementos formes: glóbulos rojos, leucocitos y plaquetas. 2) Un fluido llamado plasma. Componentes inorgánicos g/l mEq/l Sodio Potasio Calcio Magnesio 3.28 0.18 0.10 0.02 135-145 3.5-5.5 5 2 Cloruros Bicarbonatos Fosfatos 3.65 0.61 0.04 105 22-26 2 Glucosa Urea 0.9 0.4
  • 2. 18/04/2012 2 VOLEMIA Es el volumen sanguíneo total de un individuo. Representa la suma del volumen que ocupan las células (VGT) y del volumen que ocupa el plasma (VPT). Valores Normales Volumen Sanguíneo ml/kg Volumen Globular ml/kg Volumen Plasmático ml/kg Hombres 61.5 ± 8 28.2 ± 4 34.5 ± 5 Mujeres 59 ± 5 24.2 ± 2 36 ± 3
  • 3. 18/04/2012 3 Funciones de la sangreFunciones de la sangre Transporta: Gases (respiración celular: O2 y CO2) Nutrientes esenciales Desechos del metabolismo celular Moléculas de comunicación intercelular Células del sistema inmune Efectores de la hemostasia Componentes del sistema amortiguador del pH Interviene en la regulación de la temperatura corporal Hemopoyesis Hemopoyesis es el proceso por el cual las células stem son inducidas a proliferar y diferenciarse en un microambiente definido con intervención de las citoquinas, dando lugar a progenies madura y células terminales que pasan a la circulación sanguínea para cumplir sus funciones específicas.
  • 4. 18/04/2012 4 La hematopoyesis • Existen células madre (stem cells) capaces de autorreplicarse y de dar origen a todos los elementos formes de la sangre. • Al comprometerse en diferentes líneas hematopoyéticas, las células pierden la capacidad de autorrenovarse y se restringe su potencialidad. Regulación de la hematopoyesis • La conservación de un microambiente medular adecuado es indispensable para la hematopoyesis. • Los diferentes estadios de maduración celular son estimulados por factores más o menos específicos.
  • 5. 18/04/2012 5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 20 30 40 50 60 Fémur Esternón Vértebras Saco vitelino Hígado Bazo M.O. Meses de gestación Edad en años ACTIVIDAD HEMATOPOYÉTICA El concepto de “nicho”
  • 6. 18/04/2012 6 • Sitio anatómico definido • Lugar donde las stem cells pueden ser mantenidas y reproducirse • Lugar donde la diferenciación está inhibida • Espacio limitado que limita el número de células que lo ocupan • Espacio donde podría ser inducido un fenotipo “stem cell” desde una célula ligeramente más madura El concepto de “nicho” ¿Qué es DIFERENCIACION? ¿Qué es MADURACION? ¿Qué es AMPLIFICACION?
  • 7. 18/04/2012 7 La hemopoyesis es jerárquica… Célula madre Células progenitoras Células morfológicamente reconocibles Células maduras con tiempo limitado de vida AP ¿?
  • 8. 18/04/2012 8 Stem Cells Progenitores Precursores Histología No son morfológicamente reconocibles Morfológicamente reconocibles Número 0.01-0.05 % de la población de MO 60 % en G0 0.95 % de la población de MO 100 % en G1 > 99 % de celularidad de Médula Ósea Sobrevida Inmortales Limitadas (dependen de las citoquinas) Limitadas (ni dependen de citoquinas) Replicación Autorreplicación ilimitada Autorreplicación limitada No se autorreplican Evolución Diferenciación ilimitada Diferenciación limitada Maduran Estructura Stem Cell totipotente y pluripotente Multipotentes (CFU- GEMM), bipotentes (CFU-GM), monopotentes (CFU-G) Compartimiento proliferativo- madurativo; compartimiento madurativo Regulación Microambiente medular y citoquinas Citoquinas Células Madre •La mayor parte de las células madre hematopoyéticas se encuentran en la médula ósea. •Las células madre de sangre periférica (PBSC), se encuentran en el torrente sanguíneo. Vida ½ de 1 a 2 horas. •La sangre en el cordón umbilical también contiene células madre hematopoyéticas. •Las células que provienen de cualquiera de estas fuentes se pueden utilizar para realizar trasplantes. •En un trasplante autólogo, los pacientes reciben sus propias células madre. •En un trasplante singénico, los pacientes reciben las células madre de su gemelo idéntico. •En un trasplante alogénico, los pacientes reciben las células madre de su hermano, hermana, padre o madre. •Una persona que no es un familiar del paciente (un donante no emparentado) también puede aportar las células madre.
  • 9. 18/04/2012 9 STEM CELLS HEMOPOYETICAS: PLASTICIDAD “Capacidad de las stem cells de expandir su potencialidad hacia diferentes linajes celulares” Existiría una población de células altamente “plásticas” en la médula ósea con esta capacidad: Bone Marrow Derived Stem Cells (¿prehematopoyéticas?) Estas células podrían diferenciarse si se dan las condiciones en tejido hepático (SDF-1-a), músculo cardíaco (SCF y G-CSF) músculo esquelético, neuronas, oligodendrocitos, riñón, pulmón (neumonocitos tipo 2), células epiteliales cutáneas, células intestinales CONCEPTOS GENERALES DE LA HEMOPOYESIS 1) El comisionamiento, la maduración y proliferación están coordinadas por productos de regulación génica. 2) Este proceso es idéntico persona a persona 3) Los patrones de expresión antigénica son establecidos durante la etapa fetal. El desarrollo en la hemopoyesis es como la música: -Son múltiples notas en secuencia -Están juntas pero con acordes -Tienen diferentes intensidades -Tienen ritmo
  • 10. 18/04/2012 10 ¿Qué son las citoquinas? •Mediadores químicos que regulan la proliferación, diferenciación y maduración de las células hemopoyéticas. •Producidas por muchos tipos celulares como linfocitos, macrófagos, células endoteliales, epitelios y fibroblastos. •Tienen 2 efectos fundamentales sobre sus células diana: mitógénico e inhibidores de la proliferación. •Las quimioquinas (o quimiocinas) son un tipo de citoquinas de pequeño tamaño, con papeles en la respuesta inflamatoria y la quimiotaxis de fagocitos. Actúan sobre receptores específicos de membrana (en muy bajas concentraciones). Son sinérgicas. Efecto pleotrópico. Efecto parácrino. Efecto autócrino. Muchos factores de crecimiento actúan como citoquinas y muchas citoquinas actúan favoreciendo el crecimiento
  • 11. 18/04/2012 11 Tipos según la función. Participan de modo relevante en inflamación, respuesta inmunitaria y proliferación celular. Funcionalmente, se pueden agrupar en cinco clases: Las que regulan la función leucocitaria; en particular el crecimiento y activación de los linfocitos; favoreciendo (IL-2, IL-4) o inhibiendo (IL-10 y TGF-ββββ). Las implicadas en la inmunidad natural, como en la inflamación: TNF-αααα, IL-1ββββ, IFN- αααα, INF-ββββ e IL-6. Las que activan los macrófagos en las respuestas inmunitarias: IFN-γγγγ, TNF-αααα, TNF-ββββ (linfotoxina), IL-5, IL-10 e IL-2. Las que activan movimiento de leucocitos (quimioquinas). Las que activan la hematopoyesis, principalmente de leucocitos: IL-3, IL-7, G-CSF y GM-SCF (factores estimuladores de las colonias de granulocitos y de granulocitos y macrófagos), y SCF (stem cell factor). EPO •Es un CSF. •Producción: 90% renal y 10% extrarrenal. •Blanco: serie roja principalmente. •Función: (+) eritropoyesis. SCF (KIT ligando) •Es un CSF. •Producción: endotelio, fibroblastos estromales, epiteliales intestinales, queratinocitos, stem cell. •Blanco: Stem Cell (receptor kit). •Función: (+) replicación, mantiene la sobrevida de las Stem Cell.
  • 12. 18/04/2012 12 IL-3 •Es un CSF. •Producción: linfocitos T. •Blanco: CFU-GEMM, BFU-E, CFU-E, CFU-GM, linfocitos. •Función: (+) proliferación y diferenciación. SDF1 (Factor derivado de células estromales) •También llamado CXCL 12 (quimioquina alfa tipo CXC). •Receptor: CXCR4 (expresado por células madre). •Se expresa en MO por células endoteliales, osteoblastos del endostio y estromales medulares. •Función: induce la quimiotaxis y adhesión de stem cells hemopoyéticas c-kit + a la matriz extracelular a través de la activación/regulación de moléculas específicas de integrinas. Flt-3 •Es una citoquina. •Su receptor es la tirosín quinasa flt-3 presente en stem cells y progenitores temprano, gónadas, placenta y cerebro. •Como el SCF es débil, y potencia su actividad proliferativa junto a otras citoquinas. •Su acción excede la hemopoyesis cumpliendo funciones en células dendríticas y NK. •Mutaciones del flt-3 están presentes en LMA y confieren un mal pronóstico y un Target terapéutico potencial. Angiopoyetina 1 (Ang-1) •Es una citoquina. •Tiene efecto en el desarrollo y función de las células madres. •Producida por osteoblastos del endostio.
  • 14. 18/04/2012 14 Causas de déficit de B12 Causas de déficit de ácido fólico
  • 15. 18/04/2012 15 VSG • Velocidad con la que sedimentan los GR en sangre anticoagulada. • Método sensible e inespecífico. • Permite detectar tempranamente patologías. • Las modificaciones de la densidad del plasma no constituyen el factor causal, ya que la dilución de la sangre con solución fisiológica no acelera la VSG. • Depende básicamente del número de GR, tamaño de los GR y proteínas plasmáticas. - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - -
  • 16. 18/04/2012 16 Hombre: 12 a 15 mm/h Mujer: 18 mm/h Bibliografía recomendada •Best y Taylor, “Bases fisiológicas de la práctica médica”, 13ra edición en español, 2003. •Guyton, Manual de Fisiología Médica, 11ª edición, 2006. •Mide S., Fassi D:, Carreras L., Forastiero R., “Sangre, estructura y fisiología”, 1ra edición, 2000. •Nathan and Oski Ed, Hematology of Infancy and Childhood. 7th edition, 2008. •Wintrobe´s Clinical Hematology Lee, Foerster, Lukens, Paraskevas, Greer and Rodgers Ed, Baltimore Maryland USA. 11th edition, 2004. •Williams-Hematlogy. 8th edition, 2010. •Fisiología Humana de Houssay, 7ma edición, año 2000.