A duração de vida dos elementos formados é muito breve. Embora um tipo de leucócitos chamado células de memória possa sobreviver durante anos, a maioria dos eritrócitos, leucócitos e plaquetas normalmente vivem apenas de algumas horas a algumas semanas. Assim, o corpo deve formar novas células sanguíneas e plaquetas de forma rápida e contínua. Quando se doa uma unidade de sangue durante uma viagem de sangue (aproximadamente 475 ml, ou cerca de 1 litro), o corpo normalmente substitui o plasma doado em 24 horas, mas demora cerca de 4 a 6 semanas para substituir as células sanguíneas. Isto restringe a frequência com que os doadores podem doar o seu sangue. O processo pelo qual esta substituição ocorre é chamado hemopoiese, ou hematopoiese (da raiz grega haima- = “sangue”; -poiesis = “produção”).

Sites de Hemopoiese

Prior ao nascimento, a hemopoiese ocorre em vários tecidos, começando com o saco vitelino do embrião em desenvolvimento, e continuando no fígado fetal, baço, tecido linfático, e eventualmente na medula óssea vermelha. Após o nascimento, a maioria da hemopoiese ocorre na medula vermelha, um tecido conjuntivo dentro dos espaços de tecido ósseo esponjoso (esponjoso). Em crianças, a hemopoiese pode ocorrer na cavidade medular de ossos longos; em adultos, o processo é em grande parte restrito aos ossos cranianos e pélvicos, vértebras, esterno e epífises proximais do fêmur e úmero.

A partir da idade adulta, o fígado e o baço mantêm sua capacidade de gerar os elementos formados. Este processo é referido como hemopoiese extramedular (que significa hemopoiese fora da cavidade medular dos ossos adultos). Quando uma doença como o cancro ósseo destrói a medula óssea, causando hemopoiese, a hemopoiese extramedular pode ser iniciada.

Diferenciação dos Elementos Formados das Células-Tronco

Todos os elementos formados surgem das células estaminais da medula óssea vermelha. Recordar que as células estaminais sofrem mitose mais citocinese (divisão celular) para dar origem a novas células filhas: Uma delas continua a ser uma célula estaminal e a outra diferencia-se num dos vários tipos de células. As células estaminais podem ser vistas como ocupando um sistema hierárquico, com alguma perda da capacidade de diversificação em cada etapa. A célula estaminal totipotente é o zigoto, ou óvulo fertilizado. A célula estaminal totipotente (toti- = “todas”) dá origem a todas as células do corpo humano. O nível seguinte é a célula estaminal pluripotente, que dá origem a múltiplos tipos de células do corpo e a algumas das membranas fetais de suporte. Abaixo deste nível, a célula mesenquimatosa é uma célula estaminal que se desenvolve apenas em tipos de tecido conjuntivo, incluindo tecido conjuntivo fibroso, osso, cartilagem e sangue, mas não em epitélio, músculo e tecido nervoso. Um passo abaixo na hierarquia das células estaminais é a célula estaminal hemopoiética, ou hemocitoblasto. Todos os elementos formados do sangue são originários deste tipo específico de célula.

Hemopoiese começa quando a célula estaminal hemopoiética é exposta a estímulos químicos apropriados colectivamente chamados factores de crescimento hemopoiético, que a levam a dividir e a diferenciar. Uma célula filha permanece como uma célula estaminal hemopoiética, permitindo que a hemopoiese continue. A outra célula filha torna-se num dos dois tipos de células estaminais mais especializadas (Figura 1):

• As células estaminais linfóides dão origem a uma classe de leucócitos conhecidos como linfócitos, que incluem as várias células T, células B e células assassinas naturais (NK), que funcionam todas na imunidade. No entanto, a hemopoiese dos linfócitos progride de forma um pouco diferente do processo para os outros elementos formados. Em resumo, as células estaminais linfóides migram rapidamente da medula óssea para os tecidos linfáticos, incluindo os gânglios linfáticos, baço e timo, onde a sua produção e diferenciação continua. As células B são assim chamadas desde que amadurecem na medula óssea, enquanto as células T amadurecem no timo.
• As células estaminais mielóides dão origem a todos os outros elementos formados, incluindo os eritrócitos; megacariócitos que produzem plaquetas; e uma linhagem mieloblástica que dá origem a monócitos e três formas de leucócitos granulares: neutrófilos, eosinófilos e basófilos.

Células-tronco linfóides e mielóides não se dividem e se diferenciam imediatamente em elementos formados maduros. Como você pode ver na Figura 1, existem vários estágios intermediários de células precursoras (literalmente, células precursoras), muitas das quais podem ser reconhecidas pelos seus nomes, que têm o sufixo -blast. Por exemplo, os megacarioblastos são os precursores dos megacariócitos, e os proerythroblastos tornam-se reticulócitos, que ejectam o seu núcleo e a maioria das outras organelas antes de amadurecerem em eritrócitos.

Factores de crescimento hemopoiético

O desenvolvimento das células estaminais para as células precursoras e para as células maduras é novamente iniciado por factores de crescimento hemopoiético. Estes incluem o seguinte:

• A eritropoietina é um hormônio glicoproteico secretado pelas células fibroblásticas intersticiais dos rins em resposta a baixos níveis de oxigênio. Ela estimula a produção de eritrócitos. Alguns atletas usam eritropoietina sintética como uma droga que melhora o desempenho (chamada doping do sangue) para aumentar a contagem de hemácias e posteriormente aumentar o fornecimento de oxigênio aos tecidos em todo o corpo. A eritropoietina é uma substância proibida na maioria dos esportes organizados, mas também é usada medicamente no tratamento de certas anemias, especificamente aquelas desencadeadas por certos tipos de câncer, e outros distúrbios nos quais é desejável aumentar a contagem de eritrócitos e os níveis de oxigênio.
• A trombopoietina, outro hormônio glicoproteico, é produzida pelo fígado e pelos rins. Ela desencadeia o desenvolvimento de megacariócitos em plaquetas.
• As citocinas são glicoproteínas secretadas por uma grande variedade de células, incluindo medula óssea vermelha, leucócitos, macrófagos, fibroblastos e células endoteliais. Atuam localmente como fatores autócrinos ou parácrinos, estimulando a proliferação de células progenitoras e ajudando a estimular tanto a resistência inespecífica quanto a resistência específica à doença. Existem dois subtipos principais de citocinas conhecidas como fatores estimulantes das colônias e interleucinas.
  • Os fatores estimulantes das colônias (LCR) são glicoproteínas que atuam localmente, como fatores autócrinos ou parácrinos. Alguns despoletam a diferenciação dos mieloblastos em leucócitos granulares, nomeadamente, neutrófilos, eosinófilos e basófilos. Estes são referidos como LCR granulócitos. Um LCR diferente induz a produção de monócitos, chamados de LCR monócitos. Tanto os granulócitos como os monócitos são estimulados pelo QCSG; os granulócitos, monócitos, plaquetas e eritrócitos são estimulados pelo QCS múltiplo. Formas sintéticas desses hormônios são freqüentemente administradas a pacientes com várias formas de câncer que estão recebendo quimioterapia para reviver suas contagens de leucócitos.
  • As interleucinas são outra classe de moléculas sinalizadoras de citocinas importantes na hemopoiese. Inicialmente pensou-se que eram secretadas exclusivamente por leucócitos e que se comunicavam apenas com outros leucócitos, e foram nomeadas de acordo, mas agora são conhecidas por serem produzidas por uma variedade de células, incluindo medula óssea e endotélio. Os pesquisadores agora suspeitam que as interleucinas podem desempenhar outros papéis no funcionamento do corpo, incluindo a diferenciação e maturação das células, produzindo imunidade e inflamação. Até à data, foram identificadas mais de uma dúzia de interleucinas, sendo provável que outras venham a seguir-se. São geralmente numeradas IL-1, IL-2, IL-3, etc.

Afeitos Adversos do Doping do Sangue

O simples acto de aumentar o número de glóbulos vermelhos no sangue pode estar associado à síndrome de hiperviscosidade, que se caracteriza pelo aumento da viscosidade do sangue e diminuição do débito cardíaco e da velocidade do fluxo sanguíneo, o que resulta na redução do fornecimento periférico de oxigénio. Isso aumenta as chances de infarto, derrame, flebite e embolia pulmonar, o que tem sido observado nos casos em que há muito sangue reintroduzido na corrente sanguínea. Como o doping do sangue aumenta o volume de glóbulos vermelhos, ele efetivamente introduz uma condição chamada policitemia, um distúrbio sanguíneo que tem resultados adversos conhecidos, como ataques cardíacos ou acidentes vasculares cerebrais. A contaminação do sangue durante a preparação ou armazenamento é outro problema. A contaminação foi observada em 1 em cada 500.000 transfusões de eritrócitos em 2002. A contaminação do sangue pode levar à septicemia ou a uma infecção que afeta todo o corpo.

-Wikipedia

Amostras e transplantes de medula óssea

Algumas vezes, um profissional de saúde vai pedir uma biópsia de medula óssea, um teste diagnóstico de uma amostra de medula vermelha, ou um transplante de medula óssea, um tratamento no qual a medula óssea saudável de um doador – e as suas células estaminais – substitui a medula óssea defeituosa de um paciente. Esses exames e procedimentos são usados com frequência para auxiliar no diagnóstico e tratamento de várias formas graves de anemia, como talassemia maior e anemia falciforme, bem como alguns tipos de câncer, especificamente leucemia.

No passado, quando uma amostra de medula óssea ou um transplante era necessário, o procedimento exigia a inserção de uma agulha de grande diâmetro na região próxima à crista ilíaca dos ossos pélvicos (os coxae). Esta localização foi preferida, uma vez que a sua localização perto da superfície do corpo a torna mais acessível, e está relativamente isolada da maioria dos órgãos vitais. Infelizmente, o procedimento é bastante doloroso.

Agora, a amostragem direta da medula óssea pode ser frequentemente evitada. Em muitos casos, as células estaminais podem ser isoladas em apenas algumas horas a partir de uma amostra de sangue de um paciente. As células estaminais isoladas são então cultivadas em cultura usando os factores de crescimento hemopoiético apropriados e analisadas ou por vezes congeladas para uso posterior.

Para um indivíduo que necessita de um transplante, um doador compatível é essencial para evitar que o sistema imunitário destrua as células do doador – um fenómeno conhecido como rejeição de tecidos. Para tratar pacientes com transplantes de medula óssea, é necessário primeiro destruir a medula doente do próprio paciente através de radiação e/ou quimioterapia. As células estaminais da medula óssea do doador são então infundidas por via intravenosa. A partir da corrente sanguínea, elas se estabelecem na medula óssea do receptor.

Capítulo de Revisão

Por meio do processo de hemopoiese, os elementos formados do sangue são continuamente produzidos, substituindo os eritrócitos, leucócitos e plaquetas de vida relativamente curta. A hemopoiese começa na medula óssea vermelha, com células-tronco hemopoiéticas que se diferenciam em linhagens mielóide e linfóide. As células estaminais mielóides dão origem à maioria dos elementos formados. As células estaminais linfóides dão origem apenas aos vários linfócitos designados como células B e T, e às células NK. Os factores de crescimento hemopoiético, incluindo eritropoietina, trombopoietina, factores estimulantes das colónias e interleucinas, promovem a proliferação e diferenciação dos elementos formados.

Perguntas de Pensamento Críticas

1. Mielofibrose é uma doença em que a inflamação e a formação de tecido cicatricial na medula óssea prejudicam a hemopoiese. Um sinal é um baço aumentado. Porquê?
2. Pode um paciente com uma forma de cancro chamada leucemia mielogénica aguda sofrer de uma diminuição da produção de eritrócitos, ou uma diminuição da produção de linfócitos? Explique sua escolha.

Mostrar respostas

1. Quando a doença prejudica a capacidade da medula óssea de participar da hemopoiese, a hemopoiese extramedular começa no fígado e no baço do paciente. Isto faz com que o baço aumente.
2. O adjetivo mielogênico sugere uma condição originada de (gerada por) células mielóides. A leucemia mielóide aguda prejudica a produção de eritrócitos e outros elementos maduros formados da linhagem de células-tronco mielóides. Os linfócitos surgem da linha de células estaminais linfóides.

Glossary

biópsia da medula óssea: teste diagnóstico de uma amostra de medula óssea vermelha

transplante de medula óssea: tratamento no qual a medula óssea saudável de um doador com suas células-tronco substitui a medula óssea doente ou danificada de um paciente

fatores estimulantes da colônia (LCRs): glicoproteínas que provocam a proliferação e diferenciação de mieloblastos em leucócitos granulares (basófilos, neutrófilos e eosinófilos)

citocinas: classe de proteínas que atuam como moléculas de sinalização autócrina ou parácrina; no sistema cardiovascular, elas estimulam a proliferação de células progenitoras e ajudam a estimular tanto a resistência inespecífica quanto a resistência específica à doença

erythropoietina (EPO): glicoproteína que desencadeia a produção de hemácias pela medula óssea; secretada pelo rim em resposta a baixos níveis de oxigénio

hemocitoblasto: célula estaminal hemopoiética que dá origem aos elementos formados do sangue

hemopoiese: produção dos elementos formados do sangue

factores de crescimento hemopoiético: sinais químicos incluindo eritropoietina, trombopoietina, factores estimulantes da colónia e interleucinas que regulam a diferenciação e proliferação de determinadas células progenitoras do sangue

célula estaminal hemopoiética: tipo de célula estaminal pluripotente que dá origem aos elementos formados do sangue (hemocytoblast)

interleucinas: moléculas sinalizadoras que podem funcionar na hemopoiese, inflamação e respostas imunitárias específicas

células estaminais linfóides: tipo de células estaminais hemopoiéticas que dão origem a linfócitos, incluindo várias células T, células B e células NK, todas elas funcionando na imunidade

células estaminais mielóides: tipo de célula estaminal hemopoiética que dá origem a alguns elementos formados, incluindo eritrócitos, megacariócitos que produzem plaquetas, e uma linhagem mieloblástica que dá origem a monócitos e três formas de leucócitos granulares (neutrófilos, eosinófilos e basófilos)

célula estaminal pluripotente: célula estaminal que deriva de células estaminais totipotentes e é capaz de se diferenciar em muitos, mas não todos, os tipos de células

célula estaminal totipotente: célula estaminal embrionária que é capaz de se diferenciar em toda e qualquer célula do corpo; permitindo o desenvolvimento completo de um organismo

trombopoietina: hormona segregada pelo fígado e rins que induz o desenvolvimento de megacariócitos em trombócitos (plaquetas)