blood17 Hematologie: Anémie Stanislav Matoušek Petr Müller images HEMATOLOGIE l. hemolyticanemia40x01small ¡ Anémie apod. (nedostatek elementů) trombocytopenie Leukémie apod. (onkologická – lymfo- a myeloproliferativní onemocnění) Chronická myeloidní leukémie ¡ Poruchy srážlivosti Primární hemostáza Sekundární hemostáza Krvácivé stavy/ trombo- embolické stavy Klinické příznaky hematologického onemocnění l Anémie ¡ → známky hypoxie – únava, slabost, pocit nedostatku dechu ¡ → známky nízké hladiny hemoglobinu - bledost ¡ → kardiovaskulární symptomy – palpitace l l Polycytémie → hyperviskozita krve → riziko trombózy l l Krvácení, spontánní krvácení, neustávající krvácení l l Trombóza → embolie – symptomy závisí na lokalizaci – DVT - HŽT, plicní embolie lČasté infekce l Anémie •Hb •M: < 135 g/L •F: < 120 g/L •Hct •M: < 40 % •F: < 37 % •Ery •M: < 4,3 * 1012 /L •F: < 3,9 * 1012 /L • images2 haematocrit HEME002 Zákl. kritérium: Hb< 120 g/L ¡ • málo hemoglobinu bledost • •špatná dodávka kyslíku do tkání • •tkáňová hypoxie • •únava, dyspnoe, •palpitace, hyperkinetická cirkulace ¡ ¡ ¡ Patofyziologie anémie Příčiny hypoxie lVýšková hypoxie – nedostatek O2 ve vdechovaném vzduchu = nízký pO2 lRespirační selhání – hypoxická hypoxie lNedostatek hemoglobinu – transportní = anemická hypoxie lPorucha cirkulace – cirkulační hypoxie lPorucha oxidace v mitochondriích – histotoxická hypoxie l l l l Laboratorní vyšetření •Základní: –Krevní obraz •Doplňková: –testy na metabolismus železa –hladina Erytropoetinu –Detekce protilátek proti vlastním krvinkám – Coombsův test –Test osmotické rezistence erytrocytů –Hamův test (rezistence na kys. prostředí) –Mikroskopické zhodnocení krevního nátěru –Sternální punkce- aspirace kostní dřeně – – Rozdělení anémií dle morfologie (KO) •podle MCV –mikrocytární - př. nedostatek železa –normocytární - př. krvácení –makrocytární (megaloblastové) - perniciózní •podle MCHC (barvy) –hypochromní – nedostatek železa –normochromní – ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ kmenové buňky, růstové faktory dělení buněk, syntéza DNA: vitamín B12, k. listová erytropoetin syntéza hemoglobinu: globin, porfyrin, Fe jiné faktory KOSTNÍ DŘEŇ PERIFERNÍ KREV ¡ ¡ krvácení PRODUKCE hemolýza ZTRÁTY ERYTROCYTY -KO ¡ ¡ hemoglobin, počet B-Ery, hematokrit MCV, MCH, MCHC tvar etc. Rozdělení anémií podle příčiny • snížená produkce –porucha kmenových buněk a diferenciace –porucha syntézy DNA –porucha syntézy hemoglobinu –nedostatek erytropoetinu •kompletní ztráta erytropoezy má za výsledek pokles počtu erytrocytů 10% za týden •zvýšená destrukce erytrocytů - hemolýza –defekt erytrocytů –extraerytrocytární příčiny • zvýšené ztráty krve - krvácení • maldistribuce (hyperslenismus, pooling ve slezině) • Počet retikulocytů •Denní náhrada erytrocytů –0.5 – 1.5% celkového počtu –Dozrávají během 1 dne v periferní krvi •Kriterium aktivity kostní dřeně – •rozlišení anémií dle příčiny –Reticulocytóza •odpověď na ztrátu krve (hemolytické anémie, vážné krvácení) •odpověď na terapii anémie (např. defic. B12 nebo Fe) –Reticulocytopenie •defekt erytropoezy • • Anémie ze ztrát krve •Akutní ztráta krve –Krátce po masivnější ztrátě krve je Hb normální kvůli vazokonstrikci a faktu, že ledviny ještě nezačaly nahrazovat ztracený objem retencí vody a solutů –Poté normochromní – normocytární anémie •Chronická ztráta krve –Vede k nedostatku železa a anémii z nedostatku železa Zvýšená hemolýza (destrukce erytrocytů) •Extraerytrocytární příčiny (normocytární –normochromní erytrocyty ) •Imunologické abnormality (AIHA, PNH, poléková) •Fyzikální a chemické poškození erytrocytů (trauma, infekce malárie, umělá chlopeň, popáleniny, hadí jedy) •Erytrocytární příčiny •Alterace membrány –kongenitální (sférocytóza, elipso) –získané (PNH – paroxyzmální noční hemoglobinurie) •Metabolické enzymatické poruchy (nedostatek G6PD - není glutathion) •Hemoglobinopatie (Srpkovitá anémie, talasémie) retikulocytóza, LDH zvýšeno, akumulace nekonjugovaného hemoglobinu G6PD deficienc over 100 mutant forms identified. X-linked, drug senzitive variety most common (drugs which produce peroxide) AIHA - autoimmune hemolytic anemia Fig. 1 Fig. 1 INTRAVASCULAR Mechanisms of extravascular and intravascular hemolysis EXTRAVASCULAR paroxysmal nocturnal hemoglobinuria (PNH) and autoimmune hemolytic anemia (AIHA) SYMPTOMY HEMOLÝZY Ztráta erytrocytů anemia Aktivace kostní dřeně retikulocytóza volný Hb hemoglobinémie, Pokles haptoglobinu hemoglobinurie hemosiderinurie intravaskulární Zvýšená produkce bilirubinu žloutenka (ikterus) extravaskulární Poškození ledvin kidney splenomegalie spleen Reticulocyte-(counter-stain TESTS FOR HEMOLYSIS Testy hemolýzy Testy osmotické rezistence Erytrocyty přežívají pouze v izotonickém prostředí ale mají jistou toleranci ke změnám tonicity. Erytrocyty u některých hemolytických stavů mají sníže- nou toleranci ke změnám osmotického tlaku Speciální testy membránové vlastnosti (electroforéza proteinů) vlastnosti hemoglobinu genetické testování rbc skeleton 2 Paroxysmální noční hemoglobinurie Molecular and cellular differences between PIGA- and PIGT-PNH. (A) In he... Complement decay-accelerating factor protectin phosphatidylinositol glycan A (PIGA) •Paroxysmální •noční •hemoglobin- •urie • • • •From: Fattizzo B, Serpenti F, Giannotta JA, Barcellini W. Difficult Cases of Paroxysmal Nocturnal Hemoglobinuria: Diagnosis and Therapeutic Novelties. J Clin Med. 2021;10(5):948. Published 2021 Mar 1. doi:10.3390/jcm10050948 Jcm 10 00948 g001 C3b C5b C5a C5 Eculizumab is humanized therapeutical antibody that binds C5 complement and prevents its cleavage by C3b. It is used to treat paroxysmal nocturnal hemoglobinuria (PNH), atypical hemolytic uremic syndrome (aHUS), and neuromyelitis optica. Eculizumab PNH treatment •Pegcetacoplan binds to complement protein C3 and its activation fragment C3b •regulating the cleavage of C3 and the generation of downstream effectors of complement activation Pegcetacoplan PC C3b C3 PC Nedostatečná erytropoeza •Sideropenie – nedostatek železa –mikrocytární- anizocytóza, ↓ retikulocyty •Megaloblastová anémie – nedostatek vitamínu B12 nebo Folátu –macrocytární-anizocytóza •selhání kostní dřeně - aplastická anémie, myelodysplastický syndrom, leukémie –normocytární, normochromní –hypoplázie kostní dřeně Iron deficiency: Include = anemia of chronic blood loss; Hypochromic-microcytic anemia; Hypochromic anemia of pregnancy, infancy, and childhood) BLOOD LOSS leadind cause; DEFECT IN FE UTILIZATION – hemoglobinopaties, sideroblstic and myelodysplastic anemia HIGH RDW --- ringed sideroblasts in BM SIDEROBLASTIC ANEMIA associated with myelodysplastic sy. Vitamin B12: RISK OF GASTRIC CANCER --- GI X-ray advised REQUIRES INTRINSIC FACTOR from gastric mucosa to absorb in the intestine Folate PROLONGD COOKING DESTROYS FOLATE, Peaple who eat marginal diet = TEA-and –TOASTERS, CHRONIC ALCOHOLICS Defective DNA synthesis ---- RNA synthesis continue ---- increased cytoplasmatic volume and maturation ---- increased intramedullar cell death = inefective erythropoiesis Chronic disease: JZ6]Kidney, endocrine – thyroid, pituitary, or protein depletion Iron metabolism Iron is an essential bioelement for most forms of life, from bacteria to mammals due to its ability to mediate electron transfer. Fe2+ (ferrous state) Fe3+ (ferric state) Structure of Heme b Because of its toxicity, free soluble iron is kept in low concentration in the body Iron transport Non-heme iron transport across an intestinal enterocyte. Ferric iron... | Download Scientific Diagram * there is no physiologic regulatory mechanism for excreting iron absorption of dietary iron is relatively low (5-35%) Non-heme iron transport across an intestinal enterocyte. Ferric iron... | Download Scientific Diagram ¡ heme carrier protein 1 HCP1 ¡ ¡ ¡ ¡ absorption from diet is enhanced in the presence of vitamin C and diminished by excess calcium, zinc, or manganese enterocytes synthesize more Dcytb, DMT1 and ferroportin in response to iron deficiency Cellular iron homeostasis Cellular uptake primarily through receptor-mediated endocytosis via transferrin receptor TFR1, TRF2 and GAPDH Alternatively,divalent iron can enter the cell directly via DMT1, ZIP14 ~0.001 mM iron-responsive element-binding proteins, also known as IRE-BP, IRBP, IRP and IFR iron exporter ferroportin Fpn Hepcidin causes the internalization of ferroportin, decreasing iron export. HEPCIDIN Erythroferrone is a protein hormone encoded in humans by the ERFE gene. Erythroferrone is produced by erythroblasts Ukazatele hladiny železa •koncentrace železa v séru (age , sex) •TIBC (total iron binding capacity Fe) •= hladina transferinu •saturace transferinu (N 20-55 %) •sérový ferritin •serový (solubilní) transferinový receptor (sTfR) • ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ Ferritin zásobárna Tělo - buňka Krevní plazma Ukazatele železa ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ Ferritin v séru ¡ Sérové železo Transferin TIBC Ukazatele metabolismu železa •Sérové železo ( SI) •F: 600-1400 mg/L, 11-25mmol/L; M: 750-1500 mg/L, 13-27mmol/L •Sníženo při nedostatku Fe a chronických chorobách •Zvýšeno při hemolytických anémiích a hemochromatóze •Celková vazebná kapacita železa (TIBC) •2500 – 4500 mg/L , 45-82 mmol/L •Zvýšena u nedostatku Fe •Sníženo při chronických chorobách •Sérový ferritin (30-300 ng/mL) •Velmi blízce reflektuje celkové zásoby Fe v organismu •snížení <12 ng/mL - nedostatek Fe •zvýšení při přetížení Fe, poškození jater, tumorech (protein akutní fáze) • Ukazatele metabolismu železa •Sérový transferinový receptor •Zvyšuje se při zvýšení erytropoezy a v časné fázi nedostatku Fe •Erytrocytárni ferritin •Stav zásob v průběhu posledních 3 měsíců (Fe deficit/přetížení) •není ovlivněn akutní nemocí nebo funkcí jater •Volný erytrocytární porfirin •zvýšený při poruchách syntézy hemu ¡ anémie Manifestní Latentní chybí sérové Fe pro erytropoezu Prelatentní chybí zásobní Fe sérové Fe sat. transferinu sTfR sérový ferritin TIBC/transferin Fe (sideroblasty) v dřeni ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ Příčiny anémie Anémie chronických chorob Anémie z nedostatku železa Myelodys- plastický syndrom Sérové Fe ↓↓↓ ↓↓↓ ↑↑↑ Transferin/TIBC ↓ ↑↑↑ ↓↓↓ Ferritin ↑ ↓↓↓ ↑↑↑ Kostní dřeň Fe++ v MФ Chybí Fe Okrouhlé sideroblasty –zásoby Fe ↑ Dg. vodítka Základní onemocnění Příznaky ↓ Fe ?krvácení? Dyshemato- poeza Krevní nátěr •Morfologie krevních elementů –Anizocytóza = rozdíly ve velikosti –Poikilocytóza = rozdíly ve tvaru (schistocyty =fragmenty erytrocytů; ovalocytes; sférocyty) hypochrom iron deficiency normal megalo normal Srpkovitá anémie SCD_1000x Hemoglobin (Hb) S arises from a mutation substituting thymine for adenine in the sixth codon of the beta-chain gene GAG to GTG. This causes coding of valine instead of glutamine in position 6 of the hemoglobin beta chain. The resulting hemoglobin has the physical properties of forming polymers under deoxy conditions. It also exhibits changes in solubility and molecular stability. These properties are responsible for the profound clinical expressions of the sickling syndromes. Under deoxy conditions, Hb S undergoes marked decrease in solubility, increased viscosity, and polymer formation at concentrations exceeding 30 g/dL. It forms a gel-like substance containing hemoglobin crystals called tactoids. The gel-like form of hemoglobin is in equilibrium with its liquid soluble form. A number of factors influence this equilibrium, including the following: Oxygen tension Polymer formation occurs only in the deoxy state. If oxygen is present, the liquid state prevails. Concentration of Hb S The normal cellular hemoglobin concentration is 30 g/dL. Gelation of Hb S occurs at concentrations greater than 20.8 g/dL. The presence of other hemoglobins Hemoglobin A and hemoglobin F have an inhibitory effect on gelation. These and other hemoglobin interactions affect the severity of clinical syndromes. SS hemoglobin produces a more severe disease than SC, SD, SO Arab, and SA hemoglobin. Různé tvary erytrocytů Sférocyty Ztráta centrálního projasnění, barví se tmavěji, často mikrocytární. Hereditární sférocytóza a některé získané hemolytické anémie Terčíkovité buňky Hypochromní s centrálním "terčíkem“ hemoglobinu. Choroby jater, thalasémie, hemoglobin D, postsplenectomii Eliptocyty Oválné až doutníkovité. Hereditární elliptocytóza, některé anémie (zvláště nědostatek vitamínu B-12 and folátu). Schistocyty Fragmentované přilbovité nebo trojúhelníkovité. Microangiopatické anémie, umělé srdeční chlopně, urémie, maligní hypertenze. Stomatocyte Erytrocyty mají štěrbinovitou oblast centrálního projasnění. Choroby jater, akutní alkoholizmus, malignity, hereditární stomatocytóza, and artefakt Srpky Podlouhlé buňky se zašpičatělými konci. Hemoglobin S a některé typy hemoglobinu C a l. Krevní obraz – kdy? •suspektní hematologické, neoplastické, zánětlivé nebo infekční onemocnění •screening kojenců (<1 yr.), těhotných, starších pacientů a pacientů s hematolog. abnormalitami •rutinní evaluace pacienta, příjem do nemocnice Microcytic Hypochromic Anemia (MCV<83; MCHC<31) Lead poisoning Basophilic stippling of RBCs Sideroblastic Ring sideroblasts in marrow Hemoglobi-nopaties Hemoglobin electrophoresis Iron deficiency Responsive to iron therapy Chronic inflammation Unresponsive to iron therapy Thalassemia major Reticulocytosis and indirect bilirubinemia Thalassemia minor Elevation of fetal hemoglobin, target cells, and poikilocytosis Microcytic Hypochromic Anemia (MCV<83; MCHC<31) Serum Iron Total Iron-Binding Capacity (TIBC) Bone Marrow Iron Comment Lead poisoning Basophilic stippling of RBCs Sideroblastic Ring sideroblasts in marrow Hemoglobinopaties Hemoglobin electrophoresis N N ++ N N ++ N ¡ ++++ Microcytic Hypochromic Anemia (MCV<83fL; MCHC<31pg) Serum Iron Total Iron-Binding Capacity (TIBC) Bone Marrow Iron Comment Iron deficiency Responsive to iron therapy Chronic inflammation Unresponsive to iron therapy Thalassemia major Reticulocytosis and indirect bilirubinemia Thalassemia minor Elevation of A of fetal hemoglobin, target cells, and poikilocytosis ¡ N ++++ N N ++ ¡ ¡ ++ ¡ ¡ 0 Macrocytic Anemia (MCV, >95 fL) Megaloblastic bone marrow Deficiency of vitamin B-12 Deficiency of folic acid Drugs affecting DNA synthesis Inherited disorders of DNA synthesis Nonmegaloblastic bone marrow Liver disease Hypothyroidism and hypopituitarism Accelerated erythropoiesis (reticulocytes) Hypoplastic and aplastic anemia Infiltrated bone marrow Absorpce vit. B12 Vitamin B12 Digestion, Absorption and Metabolism - YouTube Vitamin B12 deficiency | Nature Reviews Disease Primers The role of vit. B12 and folate Lack of vit. B12 - causes •Not enough ingestion – strict vegans if they do not take care •Autoimmune inflammation of gastric mucosa (atrophic gastritis) leading to deficiency in intrinsic factor •Diseases of terminal ileum (celiac disease, Crohn disease)