Anemie Hemopoeza 2 Anemie - definice • symptom vyskytující se u některých patologických stavů • snížená koncentrace hemoglobinu v krvi • většinou i erytrocyty a hematokrit • nízký Hb a normální počet Ery • hypochromní anemie • nízký Hb a normální hematokrit • makrocyty • anemický syndrom • bledost sliznic a kůže, únava, pokles tělesné výkonnosti • zadýchávání při námaze, tachykardie • symptomy závisí na • příčině a rychlosti vzniku anemie • jiných onemocněních zhoršujících transport kyslíku • zejm. respirační aparát a cirkulace • normální hodnoty hemoglobinu • 130 – 160 g/l • anemie • mírná 110 – 90 g/l • střední 90 – 60 g/l • těžká 60 – 30 g/l 3 Hemoglobin – transport kyslíku • 1 molekula Hb • 4 globinové řetězce (2  a 2 ) • 4 hemy (+Fe) – 6 vazebných míst (4 na hem, 1 na globin, 1 pro 02 nebo CO) • normální koncentrace Hb 140 – 160g/l • vazebná kapacita pro kyslík: 1g Hb váže 1.34ml O2 • saturace Hb • procento Hb ve formě oxyhemoglobinu • normálně 97 – 99% pro arteriální • cca 75% venózní • disociační křivka kyslíku (vztah mezi pO2 a saturací Hb) • sigmoideální kvůli efektu samotného O2 na afinitu Hb pro O2 • afinita dále ovlivněna pH (pCO2 a H+) • teplotou • koncentrací 2,3-DPG (meziprodukt anaerobní glykolýzy) 4 Adaptace na anemii • arteriální krev • normální parciální tlak kyslíku, snížený obsah O2 • větší pokles parciálního tlaku při průchodu tkáňovými kapilárami • venózní krev • snížený obsah kyslíku i jeho parciální tlak • adaptace • zvýšený srdeční výdej • snížený periferní odpor • vazodilatace vyvolaná hypoxií a snížením viskozity krve • snížení afinity krve ke kyslíku 5 Krevní obraz – referenční hodnoty 6 Mechanizmy vzniku anemií • počet Ery a koncentrace Hb • rovnováha mezi zánikem a tvorbou Ery • denně zaniká 0.8 % Ery • = 2 x 1011 (20 ml) • retikulocyty do oběhu • 1 – 1.5 % • 1 – 2 dny dozrávají • mechanizmy vzniku anemie • zvýšené ztráty Ery • nedostatečná tvorba Ery • kompenzovaný hemolytický syndrom 7 Klasifikace anemií • patogenetická • zvýšené ztráty erytrocytů • krvácení • hemolytické anemie • korpuskulární • membrána • hemoglobinopatie • enzymopatie • extrakorpuskulární • toxické • autoimunitní • nedostatečná produkce erytrocytů • nedostatek erytropoetinu • nedostatek esenciálních faktorů • porucha krvetvorné tkáně • morfologická • velikost Ery • normo-, mikro- a makrocytární • jejich hemoglobinizace • hypo- a normochromní • patologická morfologie • sferocyty, eliptocyty,… 8 Anemie způsobené ztrátami krve • akutní • ztráta intravaskulárního volumu • záleží na množství • kardiovaskulární kolaps, šok, smrt • doplnění volumu • přesun vody, snížený hematokrit • zvýšená tvorba EPO • úměrná stupni anemie • proliferace CFU-E • dozrávání 5 dní • retikulocyty v krvi • ztráty železa • pokles tlaku – uvolnění adrenalinu • mobilizace granulocytů • leukocytóza • retikulocytóza • 10 – 15 % po 7 dnech • trombocytóza • chronická • menší aktivace erytropoezy než u hemolytické anemie • ztráty převýší regenerační kapacitu kostní dřeně • vyčerpání zásob železa 9 Hemolytické anemii • společné znaky • předčasná destrukce Ery • fyziologicky v mononukleárních fagocytech • většinou extravaskulární • hyperplazie fagocytů - splenomegalie • zvýšené hladiny EPO a stimulace erytropoézy • akumulace degradačních produktů hemoglobinu • není deficit železa • klinické příznaky • anemie, splenomegalie, ikterus • intravaskulární hemolýza • anemie, hemoglobinemie, hemoglobinurie, hemosiderinurie, ikterus, chybí splenomegalie • haptoglobin 10 Klasifikace hemolytických anemií • korpuskulární • membránové poruchy • hereditární sférocytóza, eliptocytóza • paroxyzmální noční hemoglobinurie • poruchy metabolizmu • glukóza-6-fosfát dehydrogenáza • pyruvát kináza • poruchy hemoglobinizace a hemoglobinopatie • talasemie • extrakorpuskulární • poškození fyzikálními a toxickými vlivy • mechanické • tepelné • bakteriální toxiny • poruchy membrány při změněném metabolizmu lipidů • poškození protilátkami 11 Hereditární sférocytóza • defekt v membráně erytrocytu • autozomálně dominantní • jeden defekt (75 %) • Severní Evropa (1:5000) • insuficience strukturních proteinů • ankyrin, proužek 3 nebo 4.2, spektrin • mutace • posun čtecího rámce nebo předčasný stop kodon • životnost Ery 10 – 20 dní • mladé krvinky – normální tvar • při stárnutí se snižuje stabilita membrány • snížená deformabilita – zachycení ve slezině • splenektomie • sférocyty zůstávají, korekce anemie 12 Hereditární sférocytóza • klinické příznaky • senzitivní k osmotické lýze • ↑ MCHC • anemie, splenomegalie, ikterus • hemolytická krize • ↑ destrukce Ery ve slezině (infekční mononukleóza) 13 Deficit glukóza-6-fosfát dehydrogenázy • recesivní X-vázaná nemoc • stovky popsaných mutací • G6PD• 10 % černochů v USA • G6PD Mediterranean • Střední východ • protektivní efekt • malárie (Plasmodium falciparum) • „misfolding“ proteinů • zvýšená degradace • množství funkčního enzymu nechrání efektivně před ox. stresem 14 Deficit glukóza-6-fosfát dehydrogenázy • epizodická hemolýza • při zvýšeném oxidačním stresu • infekce • virová hepatitida, pneumonie • léky • antimalarika, sulfonamidy • potraviny • bob obecný • denaturace globinových řetězců • vazba sulfhydrylových skupin • precipitáty vázané na membránu • Heinzova tělíska • snížená deformabilita • intravaskulární hemolýza • akutní intravaskulární hemolýza • 2 – 3 dny po expozici • anemie, hemoglobinemie, hemoglobinurie 15 Deficit pyruvátkinázy • autozomálně recesivní • přeměna PEP na pyruvát (ATP) • snížená aktivita pyruvát kinázy • energetický deficit – snížená odolnost membrány • diagnóza • snížená aktivita enzymu 16 Hemoglobinopatie • srpkovitá anemie • thalasemie • změna aminokyselinového složení globinového řetězce nebo nesprávný poměr podjednotek • popsané spektrum změn • některé asymptomatické 17 Srpkovitá anemie • běžná dědičná hemoglobinopatie • bodová mutace v kodonu 6 • valin místo glutamové kys. • abnormální HbS • polymerizace deoxygenovaného HbS • v cytoplazmě vzniká gel a později vlákna • změna tvaru Ery • manifestace • chronická hemolýza • mikrovaskulární okluze • tkáňové poškození • heterozygoti • 40 % HbS, 60 % HbA • nepolymerizuje, pouze při hypoxii • HbF také inhibuje polymerizaci 18 Srpkovitá anemie • intracelulární pH • pokles pH – snížení afinity kyslíku k hemoglobinu, zvýšení frakce deoxygenovaného HbS • délka pobytu Ery v mikrocirkulaci • delší ve slezině a kostní dřeni, při zánětu 19 Thalasemie • mutace způsobující sníženou syntézu HbA • heterogenní skupina • endemický výskyt • Střední Východ, tropická Afrika, Indie, Asie • jedna z nejčastějších dědičných chorob • heterozygotní formy – ochrana před malárií • α-talasemie • deficit syntézy α řetězce • β-talasemie • deficit syntézy β řetězce (chromozom 11) 20 β-thalasemie • β0 mutace – chybí β-globin • β+ mutace – snížená syntéza β-globinu • ↓ životnost Ery a jejich prekurzorů • precipitace α-řetězců – poškození membrány • neefektivní erytropoéza • zánik části prekurzorů Ery v kostní dřeni • zbylé Ery náchylné k extravaskulární hemolýze • závažná β-talasemie • erytroidní hyperplazie, extramedulární hemopoeza • poškození kostí • zvýšená absorpce Fe • potlačená syntéza hepcidinu + Fe z transfuzí • klinická klasifikace • major • 2 alely, transfuze • minor (thalasemia trait) • 1 alela, mírná forma • intermedia • geneticky heterogenní, středně závažná anemie 21 22 α-thalasemie • snížená syntéza α-řetězce • přebytek nespárovaných řetězců • méně závažná než β-talasemie 23 Extrakorpuskulární hemolytické anemie • mechanické poškozování erytrocytů • poškození toxiny nebo parazity • poškození protilátkami a komplementem • poškození protilátkami proti antigenům krevních skupin 24 Paroxyzmální noční hemoglobinurie • vzácné onemocnění • získaná mutace postihující hematopoetickou kmenovou buňku • enzym PIGA • Phosphatidylinositol glycan class A protein • syntéza povrchových proteinů • inaktivován mutací • nejen Ery • vyskytuje se u většiny zdravých lidí • u malého počtu buněk • deficit proteinů regulujících aktivitu komplementu • intravaskulární hemolýza deficitních buněk • noční a paroxyzmální lýza buněk • jen u 25 % pacientů • pH, aktivita komplementu • většinou chronická hemolýza • hemosiderinurie • trombóza 25 Anemie ze snížené produkce erytrocytů • nutriční nedostatek • železa • vitaminu B12 • kyseliny listové • aplastické anemie • sideroblastická anemie • sekundární jako důsledek • selhání ledvin • chronického zánětu 26 Megaloblastové anemie • nedostatečná syntéza DNA • abnormálně velké Ery a jejich prekurzory • deficit vitaminu B12 nebo kyseliny listové • syntéza thymidinu • defektní dozrávání jádra • zpoždění nebo blokáda dělení buňky • morfologické rysy • makro-ovalocyty • chybí centrální zesvětlení, ale MCHC není zvýšená • anizocytóza, poikilocytóza, ↓ retikulocytů • neutrofily – větší a hypersegmentované • hypercelulární kostní dřeň • dozrávání cytoplazmy a akumulace hemoglobinu je normální • ↑ růstové faktory • apoptóza prekurzorů ve dřeni • hemolýza mírného stupně 27 Metabolizmus vitaminu B12 • vitamin B12 = kobalamin • esenciální • živočišná potrava • vstřebávání • vazba na R nosič ze slin • vazba na vnitřní faktor (IF) v duodenu • IF tvořen parietálními buňkami • vstřebávání v ileu • v enterocytech vazba na transkobalamin • transport k buňkám • zásoby v játrech • alternativní resorpce • do 1 % z obsahu v potravě • využití při léčbě vysokými dávkami B12 28 Funkce vitaminu B12 • 2 reakce závislé na vitaminu B12 • tvorba methioninu • akceptor metylové skupiny, vznik FH4 • tvorba sukcinyl CoA z metylmalonyl CoA • ↑ metylmalonylová kyselina v plazmě a moči • abnormální mastné kyseliny v neuronálních lipidech • neurologické komplikace • příčinou narušené syntézy DNA u deficitu B12 je snížená dostupnost FH4 29 Deficit vitaminu B12 – perniciozní anemie • autoimunitní gastritida • nedostatek vnitřního faktoru • výskyt • všechny rasy, u starších lidí (medián 60 let) • patogeneze • autoimunitní podklad • chronická atrofická gastritida – ztráta parietálních buněk • autoprotilátky – nejsou specifické pro perniciozní anemii • autoreaktivní T buňky • achlorhydrie a snížená sekrece pepsinu • gastrektomie • dysfunkce exokrinního pankreatu • resekce ilea • tasemnice • zvýšené požadavky na B12 – relativní deficit • diagnostika • megaloblastová anemie • leukopenie (hypersegmentované granulocyty) • snížená hladina vitaminu B12 • ↑ homocystein a metylmalonylová kyselina • gastritida • riziko karcinomu žaludku • homocystein • ateroskleróza 30 Anemie z nedostatku kyseliny listové • tetrahydrofolát (FH4) • přenos jednouhlíkových skupin – metylová, formylová • na těchto přenosech závisí • syntéza purinů, přeměna homocysteinu na methionin, syntéza deoxythymidylát monofosfátu • etiologie deficitu kys. listové • snížený příjem • esenciální, tepelná inaktivace, nevelké zásoby (týdny) • alkoholici, malabsorpční syndrom, antikoncepce • zvýšené požadavky • těhotenství, dětství, rakovina • narušená utilizace • methotrexát – antagonista kyseliny listové (dihydrofolát reduktáza) • odlišení od perniciozní anemie • snížené foláty v krvi • zvýšený homocystein, ne methylmalonová kyselina 31 Metabolizmus železa • dieta – denně 10 – 20 mg • vstřebatelnost • hemové 20 % • nehemové 2 % • zásoby • ženy 2 g, muži 6 g • distribuce • hemoglobin 80 % • myoglobin + enzymy – zbytek • zásoby (feritin a hemosiderin) • 15 – 20 % celkového železa • intenzivní recyklace • transferin • volné železo toxické • feritin • játra, slezina, kostní dřeň, svaly • plazm. hladiny korelují se zásobami železa • hemosiderin • z degradovaného feritinu • normálně poze stopové množství • zvýšený při přetížení železem 32 Metabolizmus železa • rovnováha zajišťována regulací absorpce • neexistuje mechanizmus exkrece • ztráta odlupováním buněk sliznice GIT a kůže • hemové a nehemové železo – absorpce se liší • redukce na Fe3+ pak do buňky – intracelulární pool Fe2+ • z buňky do krve nebo skladování • v krvi • vazba na transferin (předtím oxidace) • regulace absorpce • hepcidin • tvořen v játrech, uvolňován při zvýšení intrahepatálních zásob • ovlivňuje enterocyty – inhibice ferroportinu, Fe zachycováno v enterocytech • suprese uvolnění Fe z makrofágů • důležité u anemie u chronických chorob • prozánětlivé mediátory zvyšují produkci hepcidinu • mutace v TMPRSS6 – vzácná forma mikrocytární anemie • nízká hladina hepcidinu u hemochromatózy 33 Regulace absorpce železa 34 Anemie z nedostatku železa = sideropenická • etiologie • nedostatek v potravě • rozvojové země • kojenci • snížená absorpce • absorpci podporují • kyselina askorbová a citronová, aminokyseliny, cukry • absorpci tlumí • oxaláty, fosfáty, taniny • malabsorpční syndrom, průjmy • gastrektomie • zvýšené požadavky • kojenci, děti, premenopauzální ženy • zvýšené ztráty • chronické – nejčastější příčina deficitu železa • krvácení do GIT • hypochromní mikrocytární anemie • po vyčerpání zásob • ↓ sérové Fe, feritin a saturace Tf • absence barvitelného Fe v makrofázích z kostní dřeně • diagnostika • ↓ Hb a hematokrit, hepcidin • ↓ Fe, feritin a saturace Tf (< 15 %) • suplementace Fe • ↑ retikulocytů po 5 – 7 dnech 35 Sideroblastická anemie • nedostatečné využití Fe • hromadění v mitochondriích • defekt ALA-syntetázy • mutace • vázne tvorba protoporfyrinu • hypochromní mikrocyty 36 Anemie u chronických chorob • častá,↓ proliferace Ery prekurzorů, zhoršená utilizace Fe • kategorie • chronická mikrobiální infekce • osteomyelitis, bakteriální endokarditida • autoimunitní onemocnění • revmatoidní artritida • neoplazmata • karcinom plic, Hodgkinův lymfom • systémový zánět • stimulace tvorby hepcidinu (↑ Il-6) – potlačení uvolňování Fe z makrofágů • nedostatečná suplementace Ery prekurzorů • ochrana před bakteriemi, které potřebují Fe (H. influenza) • hepcidin je strukturně podobný defenzinům • anemie • mírná, normo-chromní a –cytární nebo hypochromní a mikrocytární • ↑ sérový feritin, ↑ Fe v makrofázích • léčba • korekce příčiny, někdy erytropoetin 37 38 39 Aplastická anemie • chronické selhání hematopoezy • pancytopenie • autoimunitní mechanizmy • etiologie • idiopatická (65 %) • chemikálie • benzen • alkylační činidla • antimetabolity • idiosynkratické • virové infekce • hepatitis, CMV, EBV • ozáření • dědičné defekty • Fanconiho anemie • porucha reparace DNA • defekty telomerázy 40 Aplastická anemie • patogeneze • vnější příčina • změna antigenů kmenových buněk (chemikálie, infekce) • aktivace TH1 – cytokiny – destrukce progenitorů • up-regulace genů účastnících se apoptózy • účinná imunosupresivní terapie • vnitřní příčina • změny karyotypu, abnormálně krátké telomery • morfologie • hypocelulární kostní dřeň • časté infekce, krvácení • příznaky • pancytopenie • příznaky anemie, petechie, infekce, retikulocytopenie • léčba • transplantace kostní dřeně41