Hematological Diseases A. Apirakaramwong, Ph.D. Department of Biopharmacy, Faculty of Pharmacy, Silpakorn University

Learning Objectives State concepts of hematopoiesis and describe how hematopoiesis will change in abnormal states Describe types, causes, and pathophysilology of some importance disorders of red cells, white cells as well as pletelets Explain how to identify such importance disorders by gathering data from laboratory tests as a role of pharmacists State main symptoms and sign, also suggest suitable therapy for those disorders

Hematopoiesis Pluripotent stem cell = Myeloid stem cell + Lymphoid stem cell Myeloid stem cell = erythrocyte, granulocyte, megakaryocyte Lymphoid stem cell = B, T lymphocyte Cytokines : ILs, CSF, EPO, TPO รูปที่ 1

Hematopoiesis Pluripotent stem cell SCF, IL-6, Flt3L Lymphoid stem cell Myeloid stem cell IL-3, IL-6, GM-CSF SCF, IL-7, Flt3L CFU-Eo CFU-G/M E/Mega Pro-T Pro-NK Pro-B IL-5 GM-CSF TPO, IL-11 M-CSF G-CSF CFU-M CFU-G CFU-E CFU-Mega TPO EPO Eosinophiloblast Monoblast Myeloblast Megakaryoblast Proerythroblast Eosinophil Monocyte/Macrophage PMN Platelet Erythrocyte Plasma cell NK cell T cell Flt3L IL-15 IL-7 Hematopoiesis

Bands Reticulocyte Howard,MR, and Hamilton, PJ, p.3, 2002.

Peripheral thin blood smear (Wright stain) Neutrophil Eosinophil Platelete Neutrophil Lymphocyte Basophil Monocyte http://www-medlib.med.utah.edu/WebPath/HEMEHTML/HEME100.html

Normal values- formed elements of blood (1) Morphology of Blood cell - Blood smear ( thin film) ดัดแปลงจาก Hutson,PR, p. 443, 2004 และ Lichtman, MA, et. al., p. 3-4, 2003

RI and Anemia

Normal values- formed elements of blood (2) ESR : RBC เกาะกลุ่ม (agglutination) มีหลายภาวะที่มีผลเพิ่ม/ลด ESR (ตารางที่ 3 หน้า 9) eg. ESR  ในภาวะ macrocytosis (volume ของ RBC ) Platelet (/microliter) : 1.5-4.5 แสน platelet  เมื่อมีชิ้นส่วน RBC หรือ microcytic RBC  เมื่อมี platelet clump Serum ferritin: Fe (store in 1. ferritin ซึ่งอยู่ใน macrophage and 2. Hemosiderin in cells ; transfer by transferrin) serum ferritin ชี้ภาวะการขาด Fe (IDA)

Normal values- formed elements of blood (3) Serum iron, Total iron-binding capacity (TICB): serum Fe วัด Fe-transferrin serum iron = 1/3 TICB IDA ค่า TICB จะเพิ่มเพราะสังเคราะห์ transferrin เพิ่ม ค่า %saturation transferrin จะลด เช่น serum iron = 100 mcg/dL TICB = 300 mcg/dL % sat trans = (100/300) x100 = 33 ถ้า % sat trans < 15 % ---> IDA

Normal values- formed elements of blood (4) WBC diffential: Granulocytes Neutrophils : seg, PMN, polys (หลาย lobes): ไขกระดูก--> endothelium until stimulated (ติดเชื้อ, glucocorticoid) bans, stabs Eosinophils/basophils : eos/parasite; baso/allergy Monocytes/macrophages: T,B cell function Lymphocytes (T, B, NK cells)

Terms in blood smear (ตาราง 4 หน้า 12)

Red cell Disorders Anemia Polycythemia 1. Acute/chronic Blood loss 2. Hemolytic anemias: Hereditary Spherocytosis hemoglobinopathies: Sickle cell anemia, Thalassemias, red cell enzyme defects: G6PD deficiency Trauma 3. Impaired production: Megaloblastic anemia, Iron deficiency anemia (IDA), anemia from chronic diseases(ACD) 4. Aplastic (hypoplastic) anemia Polycythemia

White blood cell disorders Leukopenia: Neutrophenia Lymphocytopenia Leukocytosis Granulocytosis Lymphocytosis Neoplastic proliferations of white cells Malignant lymphoma Leukemias

Platelet disorders Quantitative disorders thrombocytopenia (40,000/ mL) thrombocytosis (1,000,000/ mL ) Qualitative disorders Inherited Acquired

Coagulation disorders Hemophilias Coagulation disorders Von Willebrand disease Vitamin K deficiency DIC Afrinogenemia Liver diseases

Red cells Production (erythropoiesis) 120 days produce in bone marrow: 1 week renal interstitial tubular cell :EPO (stimulated by hypoxia) hemoglobin: HbA (alpha2 + beta2) HbA2 (alpha2 + delta 2), HbF (alpha2 + gamma2) Fe (80%) =Hb; (13%) =Mb ; rest = ferritin and hemosiderin; absorption in heme iron (Fe 2+) or noneheme iron with vit C produce rapidly when Vit B12, folate and Fe adequate

Red cells (cont.) Membrane Degradation elasticity, deformibility, ATP from glycolysis , NADPH (PPP) & glutathione spectrin-actin, ankyrin Degradation spleen : phagocytosis Hb--heme oxygenase-->Fe, biliverdin--> bilirubin --> bilt salt

Red cell membrane Aster J., p 399, 2003

Anemia จำนวน, MCV  รูปร่าง ลักษณะ Microcytic Macrocytic Poikilocytosis (shape) Anisocytosis (size) การติดสี Hypochromic Hyperchromic http://www-medlib.med.utah.edu/WebPath/HEMEHTML

Anemia Hb or Hct < normal range hypoxia compensation by  EPO, erythropoiesis, cardiac output อาการ : ซีด อ่อนเพลีย เป็นลม หน้ามืด ใจสั่น ปวดศีรษะ หอบ ไวต่อความเย็น ส่วนอาการอื่น ๆ ขึ้นกับสาเหตุเช่น kailonychia (เล็บช้อน) ใน IDA; jaundice in hemolytic anemia; bone demormities in thalassemia จำแนกชนิดตาม ตารางที่ 5 หน้า 16

Classification of Anemia Anemia of blood loss Hemolytic anemia Hereditary Spherocytosis (HS) Hemoglobinopathies: sickle cell anemia and thalassemia syndrome Red cell enzyme defect (G6PD) Trauma to red cells Impaired of red cell production Iron deficiency anemia (IDA) Megaloblastic anemia Anemia of chronic disease Aplastic anemia

Anemia of blood loss Acute or chronic blood loss (3-4 wk to recover) Iron deficiency anemia Malnutrition or pregnancy

Hemolytic anemia Normocytic, normochromic Bilirubin   Erythropoiesis lead to  reticulocyte Intrinsic (Intracorpuscular): defect of RBC membrane, Hb, metabolism, enzyme Extrinsic : membrane defect: autoimmune, oxidants

Hemolytic anemia อาการเลือดจางรวดเร็ว ดีซ่าน ตรวจไม่พบ bile ในปัสสาวะ ชนิดเฉียบพลัน Hgb ลดลง 1 g/dL ต่อ 1 สัปดาห์ ใน G6PD, Thalassemia, HS อาจถูกกระตุ้น โดยไข้ ติดเชื้อ ยาหรือสารเคมี  hemolysis crisis ชนิดเรื้อรัง มีซีด เพลียยาวนาน เช่น beta-thalassemia อาจพบ ม้ามโต, hemoglobinuria, นิ่วในถุงน้ำดี หรือ bone deformities

Treatment กำจัดสาเหตุที่ทำให้ RBC แตก แก้ไข complication เช่น hyperkalemia, kidney failure รักษาตามอาการ เช่นให้เลือด (hypertransfusion) ใช้ยาบางกรณี เช่น antimalarial agents ควรให้ folic acid supplement : 5 mg/d

Hemolytic anemia Hereditary Spherocytosis (HS) Hemoglobinopathies sickle cell anemia thalassemia syndrome Red cell enzyme defect (G6PD) Trauma to red cells