Anatomia e fisiologia

Ricordare che il sangue è un tessuto connettivo. Come tutti i tessuti connettivi, è composto da elementi cellulari e da una matrice extracellulare. Gli elementi cellulari, detti elementi formati (globuli viventi), comprendono i globuli rossi (RBC), i globuli bianchi (WBC) e i frammenti cellulari chiamati piastrine, e costituiscono il 45% della composizione del nostro sangue. La componente non vivente del nostro sangue è conosciuta come matrice extracellulare, chiamata plasma, e costituisce il 55% della composizione del nostro sangue e rende il sangue unico tra i tessuti connettivi perché è fluido. Questo fluido, che è principalmente acqua, sospende perennemente gli elementi formati e permette loro di circolare in tutto il corpo all’interno del sistema cardiovascolare.

Gli elementi formati sono costituiti da eritrociti (globuli rossi che funzionano nel trasporto di ossigeno), leucociti (globuli bianchi che funzionano nell’immunità) e piastrine (frammenti di cellule che funzionano nella coagulazione del sangue).

Circa l’8% del peso corporeo di un adulto è composto da sangue. Il sangue è una combinazione di plasma (il liquido acquoso) e di cellule che galleggiano in esso. Il sangue fornisce sostanze essenziali e nutrienti come lo zucchero, l’ossigeno e gli ormoni alle nostre cellule e porta via i rifiuti da quelle cellule, questi rifiuti vengono infine espulsi dal corpo nelle urine, nelle feci, nel sudore e nei polmoni (CO2).

Funzioni del sangue

La funzione primaria del sangue è quella di fornire ossigeno e nutrienti e rimuovere i rifiuti dalle cellule del corpo, ma questo è solo l’inizio della storia. Le funzioni specifiche del sangue includono anche la difesa (combattere le infezioni), la distribuzione del calore, il mantenimento dell’omeostasi (regolare il pH), e prevenire l’eccessiva perdita di sangue per emorragia.

Trasporto

I nutrienti dal cibo che mangi vengono assorbiti nel tratto digestivo. La maggior parte di questi viaggiano nel flusso sanguigno direttamente al fegato, dove vengono elaborati e rilasciati nuovamente nel flusso sanguigno per la consegna alle cellule del corpo. L’ossigeno dell’aria che respiriamo si diffonde nel sangue, che passa dai polmoni al cuore, che poi lo pompa al resto del corpo. Inoltre, le ghiandole endocrine sparse in tutto il corpo rilasciano i loro prodotti, chiamati ormoni, nel flusso sanguigno, che li trasporta alle cellule bersaglio lontane. Il sangue raccoglie anche i rifiuti cellulari e i sottoprodotti, e li trasporta a vari organi per la rimozione. Per esempio, il sangue sposta l’anidride carbonica ai polmoni per l’espirazione dal corpo, e vari prodotti di scarto sono trasportati ai reni e al fegato per l’escrezione dal corpo sotto forma di urina o bile.

Difesa

Molti tipi di WBC proteggono il corpo dalle minacce esterne, come i batteri che causano malattie che sono entrati nel flusso sanguigno in una ferita. Altri globuli bianchi cercano e distruggono le minacce interne, come le cellule con DNA mutato che potrebbero moltiplicarsi e diventare cancerose, o le cellule del corpo infettate da virus.

Quando un danno ai vasi sanguigni provoca un’emorragia, le piastrine del sangue e alcune proteine dissolte nel plasma, la parte fluida del sangue, interagiscono per bloccare le aree rotte dei vasi sanguigni coinvolti. Questo protegge il corpo da ulteriori perdite di sangue.

Mantenimento dell’omeostasi

Ricordo che la temperatura corporea è regolata da un classico ciclo di feedback negativo. Se vi esercitate in una giornata calda, l’aumento della temperatura corporea centrale innescherà diversi meccanismi omeostatici, tra cui l’aumento del trasporto di sangue dal centro alla periferia del corpo, che è tipicamente più fredda. Mentre il sangue passa attraverso i vasi della pelle, il calore verrebbe dissipato nell’ambiente e il sangue che ritorna al nucleo del corpo sarebbe più fresco. Al contrario, in una giornata fredda, il sangue viene deviato lontano dalla pelle per mantenere il nucleo del corpo più caldo. In casi estremi, questo può portare al congelamento.

Il sangue aiuta anche a mantenere l’equilibrio chimico del corpo. Le proteine e altri composti nel sangue agiscono come tamponi, che quindi aiutano a regolare il pH dei tessuti del corpo. Il sangue aiuta anche a regolare il contenuto d’acqua delle cellule del corpo.

Composizione del sangue

Il sangue può essere separato in 3 strati:

In basso: eritrociti (RBC), che consistono di ematocrito (volume di eritrociti).

Medio: strato bianco sottile: leucociti e piastrine

Sopra: plasma

Tu hai probabilmente avuto il sangue prelevato da una vena superficiale del tuo braccio, che è stato poi inviato ad un laboratorio per le analisi. Alcuni degli esami del sangue più comuni – per esempio, quelli che misurano i livelli di lipidi o di glucosio nel plasma – determinano quali sostanze sono presenti nel sangue e in quali quantità. Altri esami del sangue controllano la composizione del sangue stesso, comprese le quantità e i tipi di elementi formati.

Uno di questi esami, chiamato ematocrito, misura la percentuale di RBC, clinicamente noti come eritrociti, in un campione di sangue. Si esegue facendo girare il campione di sangue in una centrifuga specializzata, un processo che fa sì che gli elementi più pesanti sospesi nel campione di sangue si separino dal leggero plasma liquido (Figura 1). Poiché gli elementi più pesanti nel sangue sono gli eritrociti, questi si depositano sul fondo della provetta dell’ematocrito. Sopra gli eritrociti si trova uno strato pallido e sottile composto dai restanti elementi formati del sangue. Questi sono i WBC, clinicamente noti come leucociti, e le piastrine, frammenti cellulari chiamati anche trombociti. Questo strato è chiamato buffy coat a causa del suo colore; normalmente costituisce meno dell’1% di un campione di sangue. Sopra il buffy coat c’è il plasma sanguigno, normalmente un fluido pallido e di colore paglierino, che costituisce il resto del campione.

Figura 1. Gli elementi cellulari del sangue comprendono un gran numero di eritrociti e relativamente pochi leucociti e piastrine. Il plasma è il fluido in cui sono sospesi gli elementi formati. Un campione di sangue fatto girare in una centrifuga rivela che il plasma è il componente più leggero. Galleggia in cima al tubo separato dagli elementi più pesanti, gli eritrociti, da un buffy coat di leucociti e piastrine. L’ematocrito è la percentuale del campione totale che è composta da eritrociti. I livelli di ematocrito depressi ed elevati sono mostrati per confronto.

Il volume degli eritrociti dopo la centrifugazione è anche comunemente indicato come volume delle cellule imballate (PCV). Nel sangue normale, circa il 45% di un campione è costituito da eritrociti. L’ematocrito di qualsiasi campione può variare significativamente, tuttavia, circa il 36-50 per cento, a seconda del sesso e di altri fattori. I valori normali di ematocrito per le femmine vanno da 37 a 47, con un valore medio di 41; per i maschi, l’ematocrito va da 42 a 52, con una media di 47. La percentuale di altri elementi formati, i WBCs e le piastrine, è estremamente piccola quindi non viene normalmente considerata con l’ematocrito. Quindi la percentuale media di plasma è la percentuale di sangue che non è eritrociti: per le femmine è circa 59 (o 100 meno 41), e per i maschi è circa 53 (o 100 meno 47).

Caratteristiche del sangue

Quando si pensa al sangue, la prima caratteristica che probabilmente viene in mente è il suo colore. Il sangue che ha appena preso l’ossigeno nei polmoni è rosso brillante, e il sangue che ha rilasciato l’ossigeno nei tessuti è di un rosso più scuro. Questo perché l’emoglobina è un pigmento che cambia colore, a seconda del grado di saturazione dell’ossigeno.

Il sangue è viscoso e un po’ appiccicoso al tatto. Ha una viscosità circa cinque volte maggiore dell’acqua. La viscosità è una misura dello spessore di un fluido o della resistenza al flusso, ed è influenzata dalla presenza delle proteine plasmatiche e degli elementi formati all’interno del sangue. La viscosità del sangue ha un impatto drammatico sulla pressione e sul flusso sanguigno. Consideriamo la differenza di flusso tra acqua e miele. Il miele più viscoso dimostrerebbe una maggiore resistenza al flusso rispetto all’acqua meno viscosa. Lo stesso principio si applica al sangue.

La temperatura normale del sangue è leggermente superiore alla normale temperatura corporea – circa 38 °C (o 100,4 °F), rispetto ai 37 °C (o 98,6 °F) per una lettura della temperatura corporea interna, anche se variazioni giornaliere di 0,5 °C sono normali. Anche se la superficie dei vasi sanguigni è relativamente liscia, quando il sangue scorre attraverso di loro, sperimenta un po’ di attrito e resistenza, soprattutto quando i vasi invecchiano e perdono la loro elasticità, producendo così calore. Questo spiega la sua temperatura leggermente più alta.

Il pH del sangue è in media circa 7,4; tuttavia, può variare da 7,35 a 7,45 in una persona sana. Il sangue è quindi un po’ più basico (alcalino) su scala chimica dell’acqua pura, che ha un pH di 7,0. Il sangue contiene numerosi tamponi che aiutano effettivamente a regolare il pH.

Il sangue costituisce circa l’8% del peso corporeo adulto. I maschi adulti hanno una media di circa 5-6 litri di sangue. Le femmine hanno una media di 4-5 litri.

Plasma sanguigno

Come altri fluidi nel corpo, il plasma è composto principalmente da acqua: Infatti, è circa il 92% di acqua. Disciolto o sospeso in quest’acqua è una miscela di sostanze, la maggior parte delle quali sono proteine. Ci sono letteralmente centinaia di sostanze disciolte o sospese nel plasma, anche se molte di esse si trovano solo in quantità molto piccole.

Proteine del plasma

Circa il 7% del volume del plasma – quasi tutto ciò che non è acqua – è fatto di proteine. Queste includono diverse proteine plasmatiche (proteine che sono uniche per il plasma), più un numero molto più piccolo di proteine di regolazione, compresi gli enzimi e alcuni ormoni. I principali componenti del plasma sono riassunti nella tabella 1.

I tre principali gruppi di proteine plasmatiche sono i seguenti:

• L’albumina è la più abbondante delle proteine plasmatiche. Prodotte dal fegato, le molecole di albumina servono come proteine di legame e veicoli di trasporto per gli acidi grassi e gli ormoni steroidei. Ricordiamo che i lipidi sono idrofobici; tuttavia, il loro legame all’albumina permette il loro trasporto nel plasma acquoso. L’albumina è anche il più importante contributore alla pressione osmotica del sangue; cioè, la sua presenza trattiene l’acqua all’interno dei vasi sanguigni e attira l’acqua dai tessuti, attraverso le pareti dei vasi sanguigni, e nel flusso sanguigno. Questo a sua volta aiuta a mantenere sia il volume del sangue che la pressione sanguigna. L’albumina rappresenta normalmente circa il 54% del contenuto totale di proteine plasmatiche, in livelli clinici di 3,5-5,0 g/dl di sangue.
• Le seconde proteine plasmatiche più comuni sono le globuline. Un gruppo eterogeneo, ci sono tre sottogruppi principali conosciuti come alfa, beta e gamma globuline. Le alfa e beta globuline trasportano ferro, lipidi e le vitamine liposolubili A, D, E e K alle cellule; come l’albumina, contribuiscono anche alla pressione osmotica. Le gamma globuline sono proteine coinvolte nell’immunità e sono meglio conosciute come anticorpi o immunoglobuline. Anche se altre proteine plasmatiche sono prodotte dal fegato, le immunoglobuline sono prodotte da leucociti specializzati noti come plasmacellule. (Le globuline costituiscono circa il 38% del volume totale delle proteine plasmatiche, a livelli clinici di 1,0-1,5 g/dl di sangue.
• La proteina plasmatica meno abbondante è il fibrinogeno. Come l’albumina e le alfa e beta globuline, il fibrinogeno è prodotto dal fegato. È essenziale per la coagulazione del sangue, un processo descritto più avanti in questo capitolo. Il fibrinogeno rappresenta circa il 7% del volume totale delle proteine plasmatiche, in livelli clinici di 0,2-0,45 g/dl di sangue.

Altri soluti plasmatici

Oltre alle proteine, il plasma contiene una grande varietà di altre sostanze. Queste includono vari elettroliti, come ioni di sodio, potassio e calcio; gas dissolti, come ossigeno, anidride carbonica e azoto; vari nutrienti organici, come vitamine, lipidi, glucosio e aminoacidi; e rifiuti metabolici. Tutti questi soluti non proteici combinati contribuiscono circa l’1% al volume totale del plasma.

Rassegna del capitolo

Il sangue è un tessuto connettivo fluido fondamentale per il trasporto di nutrienti, gas e rifiuti in tutto il corpo; per difendere il corpo contro le infezioni e altre minacce; e per la regolazione omeostatica di pH, temperatura e altre condizioni interne. Il sangue è composto da elementi formati – eritrociti, leucociti e frammenti cellulari chiamati piastrine – e da una matrice extracellulare fluida chiamata plasma. Più del 90% del plasma è acqua. Il resto è per lo più proteine plasmatiche – principalmente albumina, globuline e fibrinogeno – e altri soluti disciolti come glucosio, lipidi, elettroliti e gas disciolti. A causa degli elementi formati, delle proteine plasmatiche e degli altri soluti, il sangue è appiccicoso e più viscoso dell’acqua. È anche leggermente alcalino, e la sua temperatura è leggermente più alta della normale temperatura corporea.

Autoverifica

Rispondete alla/e domanda/e qui sotto per vedere quanto bene avete capito gli argomenti trattati nella sezione precedente.

Glossario

albumina: proteina plasmatica più abbondante, responsabile della maggior parte della pressione osmotica del plasma

anticorpi: (anche, immunoglobuline o gamma globuline) proteine antigene-specifiche prodotte da linfociti B specializzati che proteggono il corpo legandosi a oggetti estranei come batteri e virus

sangue: tessuto connettivo liquido composto da elementi formati – eritrociti, leucociti e piastrine – e da una matrice extracellulare fluida chiamata plasma; componente del sistema cardiovascolare

buffy coat: sottile, pallido strato di leucociti e piastrine che separa gli eritrociti dal plasma in un campione di sangue centrifugato

fibrinogeno: proteina del plasma prodotta nel fegato e coinvolta nella coagulazione del sangue

elementi formati: componenti cellulari del sangue; cioè eritrociti, leucociti e piastrine

globuline: gruppo eterogeneo di proteine plasmatiche che comprende proteine di trasporto, fattori di coagulazione, proteine immunitarie e altre

ematocrito: (anche, packed cell volume) volume percentuale di eritrociti in un campione di sangue centrifugato

immunoglobuline: (anche, anticorpi o gamma globuline) proteine antigene-specifiche prodotte da linfociti B specializzati che proteggono il corpo legandosi a oggetti estranei come batteri e virus

volume delle cellule imballate (PCV): (anche, ematocrito) volume percentuale di eritrociti presenti in un campione di sangue centrifugato

plasma: nel sangue, la matrice extracellulare liquida composta principalmente da acqua che fa circolare gli elementi formati e i materiali dissolti in tutto il sistema cardiovascolare

piastrine: (anche, trombociti) uno degli elementi formati del sangue che consiste in frammenti di cellule staccate dai megacariociti

cellule rosse (RBC): (anche, eritrociti) uno degli elementi formati del sangue che trasporta l’ossigeno

cellule bianche del sangue (WBC): (anche, leucociti) uno degli elementi formati del sangue che fornisce la difesa contro gli agenti di malattia e i materiali estranei

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