I globuli rossi, i globuli bianchi e le piastrine sono facilmente distinguibili tra loro se osservati al microscopio ottico e ancor di più al microscopio elettronico ( 5 ). Il loro aspetto è in relazione alle funzioni che svolgono.
5 Una goccia di sangue al microscopio elettronico.
Quali sono le caratteristiche e le funzioni dei globuli rossi?
Osserva le immagini al microscopio elettronico dei globuli rossi in un vaso sanguigno ( 6 ). Si tratta di piccole cellule del diametro di circa 7 micrometri (come già sai, 1 micrometro μm = 1/1000 di mm). La loro forma è di un dischetto concavo da entrambe le parti, schiacciato al centro e rialzato ai bordi. Tale forma è essenziale per rendere più facile il passaggio di questi corpuscoli all’interno dei vasi sanguigni più piccoli, i capillari ( 7 ). I globuli rossi non hanno né il nucleo né gli organuli citoplasmatici: sono praticamente riempiti da una sostanza, l’emoglobina, che è costituita da una proteina, la globina, e da quattro atomi di ferro ( 8 ).
8 Modello di molecola di emoglobina.
L’emoglobina determina il caratteristico colore rosso dei globuli e svolge un’importante funzione che è illustrata nello schema a fianco ( 9 ):
- a livello degli alveoli polmonari l’emoglobina si lega chimicamente con l’ossigeno dell’aria, che trasporta ai tessuti di tutto il corpo attraverso il sangue;
- a livello dei tessuti l’emoglobina si lega chimicamente all’anidride carbonica, scambiandola con l’ossigeno;
- quindi trasporta l’anidride carbonica ai polmoni dove la cede agli alveoli;
- il viaggio ricomincia.
I globuli rossi, detti anche eritrociti (cellule rosse), grazie all’emoglobina svolgono quindi la funzione di trasporto dell’ossigeno e dell’anidride carbonica. Sono prodotti dal midollo rosso delle ossa (tessuto molle presente nelle cavità delle ossa lunghe) in modo continuo, poiché non riescono a riprodursi in quanto privi di nucleo. Vivono circa quattro mesi, poi sono distrutti nella milza. L’emoglobina però viene recuperata dal fegato che la utilizza per produrre la bile. Negli individui di sesso maschile i globuli rossi sono presenti in numero variabile dai 4,2 ai 5,9 milioni per millimetro cubo; nelle donne il numero è leggermente inferiore e va dai 4 ai 5,5 milioni per millimetro cubo.
Quali sono le caratteristiche e le funzioni dei globuli bianchi?
Nella fotografia 10 puoi osservare il sangue al microscopio ottico. Le cellule evidenziate sono i globuli bianchi e le colorazioni che vedi dipendono dai coloranti che vengono usati per metterli in evidenza. I globuli bianchi, o leucociti (cellule bianche), sono cellule con nucleo, hanno dimensioni maggiori rispetto ai globuli rossi, forma pressoché sferica e sono trasparenti e incolori. Sono prodotti dal midollo osseo, dalla milza e dalle ghiandole linfatiche, vivono da 2-3 giorni a un anno e sono distrutti nella milza. Poiché sono dotati di nucleo possono riprodursi. In un organismo sano, in media, in 1 millimetro cubo di sangue ci sono da 4500 a 8500 globuli bianchi. Il loro numero però può aumentare quando nell’organismo è in atto un’infezione. In tal caso sono capaci anche di deformarsi per poter attraversare le pareti dei vasi sanguigni, entrare nei tessuti infettati da microbi e difendere l’organismo. I globuli bianchi non sono tutti uguali; come hai potuto osservare se ne possono identificare tre tipi fondamentali con caratteristiche diverse: i monociti, i granulociti e i linfociti.
- I monociti sono i globuli bianchi di dimensioni maggiori e sono molto mobili.
- I granulociti hanno il citoplasma ricco di granuli e il nucleo lobato o a nastro, si muovono emettendo protuberanze che trascinano le cellule a una velocità di 1,5 mm all’ora.
Monociti e granulociti hanno la proprietà di fagocitare ( 11 ), cioè inglobare e digerire, i batteri causa di malattie. Rappresentano la prima linea di difesa che ha la caratteristica di essere molto rapida; si manifesta generalmente con un’infiammazione nella zona infetta, con gonfiore, dolore e formazione di pus.
11 Fagocitosi al microscopio elettronico. Gli pseudopoli sono pretuberanze emesse dal fagocito per catturare meglio i batteri.
- I linfociti rappresentano la seconda linea di difesa più lenta ma mirata, specifica. I linfociti B ( 12 ) difendono dalle infezioni più gravi producendo gli anticorpi, sostanze proteiche capaci di neutralizzare microrganismi dannosi (antigeni). La produzione di anticorpi è più rapida se l’organismo ha già incontrato in precedenza lo stesso antigene, come se i linfociti possedessero una “memoria” detta memoria immunitaria.
12 Un linfocita B neutralizza dei batteri dannosi (immagine al microscopio elettronico).
I linfociti T, chiamati anche T-killer, distruggono le cellule infettate da virus o le cellule cancerogene. Si fissano nella membrana delle cellule bersaglio e liberano sostanze perforanti ( 13 ). Anche questi linfociti possiedono memoria immunitaria.
13 Un linfocita T distrugge una cellula infetta (immagine al microscopio elettronico).
Che cosa sono le piastrine? Quale funzione svolgono?
Nella foto ( 14 ) i globuli rossi sono “imbrigliati” da una rete di filamenti, il coagulo. Si vedono dei piccoli corpi che non hanno l’aspetto di cellule intere: sono le piastrine. Le piastrine, o trombociti, sono frammenti di cellule che hanno la funzione di permettere la coagulazione del sangue, cioè la trasformazione del sangue che fuoriesce da una ferita in una massa solida che ne blocca il flusso. La coagulazione è provocata dall’azione delle piastrine che, a contatto con l’aria, si rompono e liberano una sostanza che trasforma il fibrinogeno, proteina del plasma, in fibrina. La fibrina costituisce una rete intorno ai globuli rossi e forma il coagulo attraverso il quale talvolta può ancora fuoriuscire un po’ di liquido, il siero, costituito da plasma privo di fibrinogeno. Quando il coagulo secca, darà origine alla “crosta”. Perché avvenga la coagulazione, è essenziale la presenza di vitamina K. Nei casi in cui il sangue non abbia la capacità di coagulare, anche una piccola ferita può provocare una grave emorragia. Le piastrine, che sono circa 300.000 per millimetro cubo di sangue, sono prodotte dal midollo rosso delle ossa e hanno vita breve: vivono infatti dai 2 ai 5 giorni, poi vengono distrutte dalla milza e dal fegato.
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Prime idee e indagini sul sangue
Gli antichi pensavano che il sangue fosse l’essenza della vita che finiva non appena esso cessava di circolare o abbandonava il corpo. Il medico greco Galeno (129-201 d.C.) riteneva che il sangue, spinto dal cuore nei vasi sanguigni, arrivasse a ondate negli organi dove veniva consumato. Il fegato provvedeva a fabbricare sangue nuovo trasformando gli alimenti, in modo da rimpiazzare quello utilizzato dalle cellule. L’idea di Galeno venne accettata per secoli, fino a quando, nel Seicento, il medico inglese William Harvey (1578-1657) descrisse la circolazione del sangue evidenziando l’importanza del cuore. Harvey ebbe il merito di dimostrare che il sangue scorre in un sistema di vasi, esce dal cuore per mezzo delle arterie e vi ritorna attraverso le vene. Egli però non riuscì a trovare il collegamento fra arterie e vene. Nel 1660 l’italiano Marcello Malpighi, grazie all’uso del microscopio ottico, scoprì l’esistenza dei capillari attraverso i quali avviene la comunicazione fra arterie e vene. Malpighi ebbe anche il merito di scoprire alcune strutture dei reni e di descrivere la forma dei globuli rossi.
