ANEMIE EMOLITICHE PER DIFETTI ENZIMATICI VIE ENZIMATICHE ERITROCITARIE - Glicolisi anerobia: per produzione di ATP - Shunt dei pentosi (esosomonofosfati): per riconvertire glutatione ossidato (GSSG) a glutatione ridotto (GSH) utilizzato per proteggere da ossidazione i gruppi SH dell’ emoglobina e ridurre Fe+++ (metaemoglobina) a Fe++

ANEMIE EMOLITICHE PER DIFETTI ENZIMATICI Descritti difetti congeniti per quasi tutte le tappe della glicolisi anaerobia e della produzione di GSH (molti rarissimi): determinano ridotta sopravvivenza eritrociti di varia gravità Difetti più frequenti a carico di glucosio-6 fosfato deidrogenasi (G6PD) e piruvato chinasi (PK)

DEFICIT G6PD Due varianti normali principali: G6PD tipo B, più comune, G6PD tipo A, più frequente nelle popolazioni africane. Molte altre varianti più rare, con attività normale o ridotta. Varianti mutate più frequenti: G6PD A- e “tipo mediterraneo” codificano per enzima meno efficiente e ridotto quantitativamente. Deficit enzimatico più grave nel “tipo mediterraneo”.

DEFICIT G6PD: GENETICA Gene per G6PD su cromosoma X Malattia recessiva, legata al sesso: - maschi emizigoti: sani o malati - femmine omozigoti (sane o malate) o eterozigoti (portatrici)

DEFICIT G6PD: PATOGENESI ANEMIA La scarsa attività enzimatica riduce la disponibilità di NADPH, indispensabile a glutatione-reduttasi per rigenerare GSH da GSSG. In carenza di GSH, Hb suscettibile a stress ossidativi (farmaci): ossidazione dei gruppi SH di cisteina, distacco di EME e precipitazione di globina corpi di Heinz.

DEFICIT G6PD: PATOGENESI ANEMIA I corpi di Heinz rendono rigido il GR che resta intrappolato nei capillari splenici ed emolizza. Alcuni GR perdono corpo di Heinz e parte di membrana e tornano in circolo. Nei casi più gravi emolisi intravascolare anche extra-splenica. - I GR più giovani hanno > corredo enzimatico e sono più resistenti all’ emolisi.

DEFICIT G6PD: QUADRO CLINICO - Quadro di anemia emolitica normocitica ad insorgenza acuta, correlata all’ esposizione ad alcuni farmaci o alle fave (solo alcuni soggetti con G6PD “tipo mediterraneo): Rapida insorgenza di sintomi di anemia, dolori lombari, subittero, urine ipercromiche per alcuni giorni. Nel favismo possibile febbre, emoglobinuria e insufficienza renale acuta. In rari casi, con deficit molto grave: anemia emolitica cronica.

DEFICIT G6PD: DIAGNOSI Esami di laboratorio indicativi di anemia emolitica con reticolocitosi. Dosaggio attività enzimatica: valore molto ridotto lontano dalla crisi emolitica; durante la crisi possibile valore normale dovuto a GR giovani sopravvissuti.

TERAPIA CRISI EMOLITICA: DEFICIT G6PD: TERAPIA PROFILASSI: evitare esposizione a farmaci ossidanti e fave. TERAPIA CRISI EMOLITICA: idratazione, diuretici, trasfusioni se anemia molto grave

Deficit di G6PD Farmaci che possono causare anemia emolitica in soggetti con deficit di G6PD Farmaci che possono essere somministrati a soggetti con deficit di G6PD e senza NSHA Antimalarici Pirimetamina con sulfadossina (Fansidar) Pirimetamina con dapsone (Maloprim) Primachina ?Clorochina Sulfonamidi Sulfametossazolo, Altri sulfonamidi Sulfoni Dapsone, Tiazolosulfone Altri composti antibatterici Nitrofurantoina, Acido nalidixico Antielmintici Beta-naftolo Miscellanea ?Vitamina K, Naftalene (palline antitarma) Blu di metilene Doxorubicina, rasburicasi Acido ascorbico Aspirina Colchicina Isoniazide Menadiolo Fenitoina Probenecid Procainamide Pirimetamina Chinidina Chinino Trimetoprima ? - C’è qualche dubbio su questi composti

DEFICIT GLUCOSIO-6-FOSFATO-DEIDROGENASI GLUCOSIO-6-FOSFATO  G-6-PDH  6-FOSFOGLUCONATO NADP+  NADPH GSSG  GLUTATIONE REDUTTASI + NADPH  GSH H2O2  GLUTATIONE PEROSSIDASI + GSH  H2O2 G-6-PDH E’ NECESSARIA PER RIGENERARE IL GLUTATIONE RIDOTTO CHE E’ UNA COMPONENTE NECESSARIA DEL SISTEMA DI PROTEZIONE DALLO STRESS OSSIDATIVO (PROTEZIONE DEI GRUPPI SULFIDRILICI-SH DELL’Hb E DELLE PROTEINE DELLA MEMBRANA E DEL CITOSCHELETRO)

DEFICIT PIRUVATO CHINASI DIFETTO PIRUVATO CHINASI * DIFETTIVA PRODUZIONE DI ATP ANEMIA EMOLITICA CRONICA LABORATORIO: DOSAGGIO ENZIMA TERAPIA: SPLENECTOMIA * ULTIMA “TAPPA” DELLA GLICOLISI ANAEROBICA (EMBDEN-MEYERHOF) FOSFOENOLPIRUVATO  LATTATO ADP  ATP

DEFICIT DI PK Autosomico recessivo. Produzione di isoenzima qualitativamente inefficiente o quantitativamente ridotto. Il deficit di piruvato-chinasi determina inefficienza della glicolisi anaerobia e carenza di ATP. Emolisi cronica per ridotta sopravvivenza eritrocitaria.

DEFICIT DI PK Anemia di gravità variabile, normocromica e normocitica. Esami di laboratorio indicativi di emolisi. Test di autoemolisi (incubazione per 48 h a 37°C) positivo. Attività enzimatica ridotta. TERAPIA: splenectomia nei casi gravi.

Classificazione anemie emolitiche Anemie emolitiche congenite Da deficit enzimatici che causano una anomalia del metabolismo energetico Enzimi dello shunt degli esosomonofosfati e del metabolismo del glutatione Enzimi della via di Embden-Meyerhof Enzimi del metabolismo dei nucleotidi Emoglobinopatie Da alterazioni della membrana eritrocitaria Anemie emolitiche acquisite Su base immunitaria Su base non immunitaria

Classificazione anemie emolitiche Anemie emolitiche congenite Da deficit enzimatici che causano una anomalia del metabolismo energetico Enzimi dello shunt degli esosomonofosfati e del metabolismo del glutatione Enzimi della via di Embden-Meyerhof Enzimi del metabolismo dei nucleotidi Emoglobinopatie Da alterazioni della membrana eritrocitaria Anemie emolitiche acquisite Su base immunitaria Su base non immunitaria

Difetti ereditari di membrana Costituenti di natura proteica Sferocitosi ereditaria Ellissocitosi ereditaria Piropoichilocitosi ereditaria Da alterata permeabilità ai cationi Stomatocitosi ereditaria Xerocitosi ereditaria Costituenti di natura lipidica Anemia a cellule a sperone Acantocitosi ereditaria

RED CELL CYTOSKELETON

STRUTTURA MEMBRANA ERITROCITARIA

CYTOSKELETON DISORDERS HORIZONTAL DISORDERS (elliptocytocitosis) VERTICAL DISORDERS (spherocytosis) LOSS OF CONTACT BETWEEN MEMBRANE AND CYTOSKELETON PERTURBATION IN THE CYTOSKELETAL STRUCTURE WITH IMPAIRED RECOVERY

DIFETTI MEMBRANA ERITROCITA Deficit di proteine del citoscheletro sottostante la membrana: anchirina, spectrina, proteina 4.1, proteina 4.2 o della membrana stessa: banda 3. Sferocitosi Ellissocitosi Ovalocitosi Stomatocitosi

Sferocitosi ereditaria Ellissocitosi ereditaria Sferocitosi ereditaria, ellissocitosi ereditaria, ovalocitosi Sferocitosi ereditaria Ellissocitosi ereditaria Deficit di anchirina (>50%) Sostituzione aminoacidica Cambiamento di struttura e mutazioni nonsenso Difetti di splicing Delezioni geniche Traslocazioni bilanciate Deficit di spectrina Difetti della catena a (raro) Difetti della catena b (non comune) Anormalità (5%) della pallidina (proteina 4.2) Deficit della banda 3 (20%) Anormalità di spectrina Difetti della catena a (80%) Difetti della catena b (5%) Deficit di proteina 4.1 (15%) Ovalocitosi del Sud-Est dell’Asia Difetto della banda 3 (delezione di 9 aminoacidi alla giunzione dei domini citoplasmatico e transmembrana)

SPHEROCYTOSIS

SPHERCYTOSIS (SP) Many vertical defects induce SP. The most common are dominant It is basically a disorder associated to membrane losses It is usually characterized by a well compensated hemolytic process with occasional crises MCV is reduced, MCHC is incresed It is characterized by reduced osmotic resistence and increased autohemolysis It is basically cured with splenectomy

SFEROCITOSI EREDITARIA ITTERO EMOLITICO-COSTITUZIONALE - DI M SFEROCITOSI EREDITARIA ITTERO EMOLITICO-COSTITUZIONALE - DI M. MINKOWSKY-CHAUFFARD ANEMIA EMOLITICA CRONICA, CONGENITA, CON TRASMISSIONE AUTOSOMICA DOMINANTE (75%) O NON DOMINANTE (25%) DIFETTI PROTEINE DI MEMBRANA INTEGRALI E DEL CITOSCHELETRO * - SPECTRINA - ANCHIRINA E SPECTRINA * - BANDA 3 - PROTEINA 4.2 PERDITA DI LIPIDI, RIDUZIONE SUPERFICIE DI MEMBRANA (GLI ERITROCITI ASSUMONO UNA FORMA “SFERICA” CARATTERISITCA) E RIDOTTA DEFORMABILITA’, RENDONO GLI ERITROCITI PIU’ RIGIDI. NELLA POLPA ROSSA DELLA MILZA GLI SFEROCITI SONO CATTURATI E RIMOSSI DAI MACROFAGI. RIMUOVENDO LA MILZA, LA SOPRAVVIVENZA DEGLI SFEROCITI DIVENTA QUASI NORMALE.

SFEROCITOSI EREDITARIA Più frequente difetto di membrana Autosomica dominante nel 75% dei casi Nel 25% casi autosomica recessiva o dominante a penetranza incompleta o neomutazione Deficit anchirina o spectrina o banda 3 o proteina 4.2

SFEROCITOSI EREDITARIA - Deficit di proteine determina perdita di coesione citoscheletro con strato lipidico soprastante Perdita lipidi, riduzione superficie e assunzione di forma sferica Eritrociti sferici trattenuti nei capillari splenici. Emolisi cronica. Sopravvivenza eritrocitaria variamente ridotta.

SFEROCITOSI EREDITARIA QUADRO CLINICO – EMATOLOGICO Anemia di gravità variabile: da casi asintomatici (Hb ~ 11 g/dl) a casi gravi con dipendenza trasfusionale. Reticolocitosi spiccata. Segni di emolisi: iperbilirubinemia indiretta, LDH e urobilinogeno, aptoglobina. Splenomegalia e calcolosi biliare. Raramente “crisi aplastiche”: per deficit folati o infezione da parvovirus blocco temporaneo dell’ eritropoiesi con grave anemizzazione.

SFEROCITOSI EREDITARIA DIAGNOSI Segni di anemia emolitica iperrigenerativa normo-microcitica. Morfologia eritrocitaria. Ipersensibilità eritrocitaria alla lisi osmotica. - Analisi proteine di membrana

SFEROCITOSI EREDITARIA TERAPIA SPLENECTOMIA: migliora nettamente la sopravvivenza eritrocitaria. Praticata dopo i 20 anni se anemia moderata (aumenta rischio di sepsi da meningococco, pneumococco, hemophilus, soprattutto in età infantile). Splenectomia nell’ infanzia solo se anemia grave, previa vaccinazione contro i suddetti batteri.

SFEROCITOSI NORMALE SFEROCITOSI Hb g / dl 14.0 7.0 GR x106 / l 5 1.9 Hct % 43 18.0 MCV, 3 (Hct/GR) 86 95 MCHC, % (Hb/Hct) 32 39 RETICOLOCITI % 1.5 30 RETICOLOCITI / l 75.000 570.000

ELLYPTOCYTOSIS

ELLIPYOCYTOSIS (EP) Many horizontal defects induce EP. The most common are dominant It is basically a disorder associated to unability to recover from capillary-induced shape modifications It is characterized by a very well compensated hemolytic process MCV is not reduced, MCHC is not incresed NO reduced osmotic resistence Often requires no therapy. Splenectomy is effective if necessary

STOMATOCYTOSIS (ST) DISEASE ASSOCIATED TO A PERMEABILITY DEFECT (protein 7.2) RBC BECOME FATTY. WITH REDUCED MCHC AND INCREASED MCV IT IS CHARACTERIZED BY A VERY WELL COMPENSATED HEMOLYTIC PROCESS THERE IS REDUCED OSMOTIC RESISTENCE OFTEN REQUIRES NO THERAPY.

Difetti acquisiti di membrana Emoglobinuria notturna parossistica

EMOGLOBINURIA PAROSSISTICA NOTTURNA ANEMIA EMOLITICA CRONICA, ACQUISITA DIFETTO GENE PigA – “DIFETTO DI ANCORA” (FOSFATIL INOSITOLO) DIFETTO DI ANCORAGGIO ALLA MEMBRANA ERITROCITARIA DI ALCUNE PROTEINE CHE “PROTEGGONO” DALLA LISI COMPLEMENTARE (CD55, CD59) EMOLISI PREVALENTEMENTE INTRAVASCOLARE URINE NERE COMPLICANZE TROMBOTICHE LABORATORIO: CD55, CD59 SU ERITROCITI E LEUCOCITI, TEST DELL’EMOLISI ACIDA (TEST DI HAM) TERAPIA: SUPPORTO E ?

Hemolytic Anemias - Extracorpuscular defects

Classificazione anemie emolitiche Anemie emolitiche congenite Da deficit enzimatici che causano una anomalia del metabolismo energetico Emoglobinopatie Da alterazioni della membrana eritrocitaria Anemie emolitiche acquisite Su base immunitaria Da isoanticorpi: malattia emolitica del neonato Da trasfusioni con sangue incompatibile Da autoanticorpi Su base non immunitaria

ANTICORPI ANTI ERITROCITARI (ISO) ANTICORPI NATURALI DI CLASSE IgM ANTI-A E ANTI-B RESPONSABILI DI REAZIONI TRASFUSIONALI IN CASO DI INCOMPATIBILITA’ (ISO) ANTICORPI ACQUISITI CON GRAVIDANZE, EMOTRASFUSIONI. SONO ANTICORPI DIRETTI CONTRO ANTIGENI DI GRUPPO. AUTOANTICORPI ANTICORPI GRUPPO-SPECIFICI (ANTI-Rh) O MEMBRANA-SPECIFICI (ANTI-i, ANTI-I) PRODOTTI DALL’ORGANISMO CONTRO I SUOI STESSI ERITROCITI (MALATTIE EMOLITICHE AUTOIMMUNI) EMOLISINE, AGGLUTININE, ANTICORPI COMPLETI E INCOMPLETI, ANTICORPI CALDI, FREDDI E BIFASICI

MALATTIE EMOLITICHE AUTOIMMUNI (MEA) ANTICORPI “CALDI” (SI FISSANO SUGLI ERITROCITI A +37° C) E “INCOMPLETI” (NON DETERMINANO EMOLISI INTRAVASCOLARE) - CLASSE IgG- MEA IDIOPATICHE* MEA ASSOCIATE / SECONDARIE - ALTRE MALATTIE AUTOIMMUNI (LES) - SINDROMI LINFOPROLIFERATIVE E LINFOMI * TERAPIA: CORTICOSTEROIDI, FARMACI IMMUNOSOPPRESSORI

IL TEST DI COOMBS DIRETTO – ERITROCITI PAZIENTE + SIERO DI COOMBS. SE AGLI ERITROCITI SONO ADESI ANTICORPI (Ig), IL SIERO DI COOMBS FA AGGLUTINARE - RIVELA ANTICORPI ADESI AGLI ERITROCITI INDIRETTO – ERITROCITI NORMALI + SIERO PAZIENTE + SIERO DI COOMBS. SE IL SIERO DEL PAZIENTE CONTIENE ANTICORPI ANTI-ERITROCITI, QUESTI SI AGGLUTINANO. RIVELA ANTICORPI NEL SIERO. IL “SIERO DI COOMBS” CONTIENE ANTICORPI ANTI-Ig E ANTI-C.

MALATTIE EMOLITICHE AUTOIMMUNI (MEA) LA DIAGNOSI ANEMIA, ITTERO, URINE IPERCROMICHE, FECI IPERCROMICHE (SPLENOMEGALIA) ANEMIA DI GRADO VARIABILE, CON RETICOLOCITOSI APTOGLOBINA, BILIRUBINA, LDH TEST DI COOMBS

Classificazione anemie emolitiche Anemie emolitiche congenite Da deficit enzimatici che causano una anomalia del metabolismo energetico Emoglobinopatie Da alterazioni della membrana eritrocitaria Anemie emolitiche acquisite Su base immunitaria Su base non immunitaria Da lisi traumatica Da agenti fisici e chimici da agenti infettivi (tossine) Overactive RE

ANEMIA EMORRAGICA Gli indici eritrocitari sono tipicamente normocitici oppure lievemente macrocitici. Le emorragie Acute non si associano a un aumento dell'indice di produttività del reticolocita a causa del tempo necessario per l'aumento della produzione di EPO e quindi della proliferazione midollare. Le emorragie Subacute possono associarsi a una lieve reticolocitosi. Le emorragie di tipo chronic si presentano più frequentemente per una deficienza di ferro piuttosto che per un aumento della produzione di globuli rossi.

Meccanismi compensatori come fattori di malattia La massa totale degli eritrociti deve fornire ai tessuti circa 250 ml/min di ossigeno La normale capacità di trasportare ossigeno è 20 ml/100 ml di sangue. Gittata cardiaca = 5000 ml/min Rifornimento ai tessuti = 1000 ml di ossigeno Estratto 1/4 ----> calo di tensione da arteria a vena La tensione di ossigeno nella porzione arteriosa terminale dell’ansa capillare = 100 mm/Hg Nella porzione venosa = 40 mm/Hg In condizioni di anemia ----------> maggiore desaturazione della emoglobina più bassa tensione di ossigeno alla estremità venosa del capillare

Aumento della gittata cardiaca Per impedire che questo avvenga intervengono meccanismi compensatori di tipo centrale e periferico Compensazione principale 1 I meccanismi cardiovascolari di compensazione sono la causa della insufficienza cardiaca congestizia. Aumento della gittata cardiaca

Quando è il numero dei globuli rossi a diminuire si ha una riduzione del volume totale di sangue 2 Aumento della componente liquida intravasale a spese di quella interstiziale La viscosità del sangue diminuisce Il flusso aumenta producendo turbolenze.

3 A livello respiratorio velocità di respirazione volume di ossigeno inspirato 2,3 difosfoglicerato nei globuli rossi (L’ossigeno è rilasciato dalla emoglobina più facilmente) dispnea palpitazione giramento di testa affaticamento anche in condizioni di riposo dolori muscolari angina

4 Nel caso di anemia grave o improvvisa vasocostrizione periferica il sistema renina-angiotensina ritenzione di sali e acqua volume di sangue