ERITROCITO
Los glóbulos rojos, también llamados eritrocitos o hematíes, son las células sanguíneas más abundantes y más pequeñas (7.2 µm). Su principal misión es transportar O2 y CO2 entre los tejidos y los pulmones. En humanos el número habitual de eritrocitos en sangre difiere entre sexos: 4,6 millones/mm3 para mujeres y 5 millones/mm3, aunque es mayor en personas que residen en grande altitudes donde la concentración de oxígeno es menor. En estado fresco son de color rojo anaranjado, de ahí el nombre de eritrocitos. Este color es debido a su alto contenido en hemoglobina, responsable del color rojo de la sangre. Los eritrocitos raramente abandonan el torrente circulatorio.
Morfología
La forma de los glóbulos rojos varía dentro de los vertebrados. En los no mamíferos son elípticos y biconvexos debido a que en el centro presentan un núcleo con cromatina condensada. Sin embargo, en mamíferos tienen forma de disco bicóncavo, con una zona central deprimida debido a la ausencia de núcleo. Su citoplasma carece de orgánulos y está completamente lleno de hemoglobina. Ésta es una proteína globular formada por cuatro cadenas polipeptídicas unidas a un grupo hemo y con un átomo de Fe en el centro, capaz de combinarse con el O2 y el CO2. Esta forma bicóncava le proporciona una mayor relación superficie/volumen y aumenta su eficiencia en la difusión de O2 y CO2 a través de su membrana.
Imagen de eritrocitos de mamífero en el interior de vasos sanguíneos.
Imagen tomada con un microscopio electrónico de transmisión en la que se muestran vasos sanguíneos con eritrocitos de mamífero, formas oscuras, en su interior. Se puede observar la forma bicóncava en la imagen de la izquierda.
La forma bicóncava de los glóbulos rojos es estable en condiciones normales, pero también puede cambiar enormemente para pasar por los capilares de diámetro más pequeños sin alterar su integridad celular. Esto es gracias a una red proteica formada por las glicoproteínas transmembrana: las glicoforinas (hay cinco disferentes) y las proteínas banda 3, 4 y 5, además de una red asociada a la membrana están la espectrina, anquirina y la actina. La espectrina está formada por dos subunidades, la cadena alfa y la beta, que se enrollan formando filamentos en forma de hélice alfa. Estos filamentos se anclan a la membrana plasmática por medio de proteínas transmembrana como las glicoforinas y las proteínas banda 3.
Los dominios extracelulares de la glicoforina A están glicosilados y son los responsables de los grupos sanguíneos. Hay más de 35 grupos sanguíneos, la mayoría de ellos son muy raros. Para las transfusiones solo se tienen en cuenta dos tipos de antígenos, el grupo ABO y el Rh. El grupo ABO está determinado por dos antígenos el A y el B, mientras que el O carece de ambos. Con respecto al grupo Rh, o bien se tienen los antígenos que los determinan o no se tienen. Se habla de Rh + y Rh -, respectivamente. Las proteínas banda son transportadores: la 3 es un itercambiador de carbonato/cloro y las 4 y 5 son transportadores de glucosa.
Los eritrocitos de la mayoría de los mamíferos carecen de núcleo (imagen de la izquierda pertenece a un frotis de sangre humana). Sin embargo, en otras especies como peces, anfibios, reptiles o aves conservan el núcleo. La imagen central pertenece a sangre de trucha y la de la izquierda a sangre de lamprea, ambos peces.
Origen y distribución
Los eritrocitos se originan en la médula ósea a partir de una célula precursora llamada unidad formadora de colonias eritrocítica (UFC-E). En el feto la producción de glóbulos rojos se realiza en el bazo debido a la falta de hueso y por tanto de médula ósea. Durante el proceso de maduración en la médula ósea los eritrocitos pierden, además del núcleo, el complejo de Golgi, las mitocondrias y los centriolos. También sintetizan hemoglobina que finalmente llena su citoplasma. Este proceso de diferenciación se denomina eritropoyesis.
Entran en el torrente sanguíneo como célula diferenciada y tienen una vida media de 120 días en humanos (mueren unos 5 millones eritrocitos por segundo), mientras que en otros animales puede ser de 10-11 meses, como es el caso de las tortugas. Una vez agotados sus sistemas enzimáticos mueren y son eliminados por macrófagos, principalmente por las células Kupffer del hígado y por los macrófagos del bazo. Estos órganos son capaces de reciclar diversos productos de deshecho generados durante la degradación de la hemoglobina. La detección de eritrocitos viejos para su fagocitosis parece depender de varios factores: la eliminación de ácido siálico de su glicocálix y la exposición de otros azúcares que hacen de marcadores y también de sitios reconocidos por inmunoglobulinas que los marcan para los macrófagos. Otra características de los eritrocitos viejos es la pérdida de asimetría de los lípidos de membrana, con lo que quedan expuestos externamente lípidos que antes estaban en la monocapa interna. Durante este proceso de envejecimiento también hay una reducción del tamaño de los eritrocitos y aumento de su densidad, lo que puede ser debido a la desorganización de la red de citoesqueleto que mantiene la membrana del eritrocito y provoca la progresiva fragmentación de ésta en pequeñas vesículas.
Función
La forma bicóncava de los glóbulos rojos proporciona una superficie grande en relación a su volumen para que realice su función principal que es el transporte e intercambio de O2 y CO2 desde los pulmones al resto de los órganos y viceversa. La hemoglobina se combina con el oxígeno en los pulmones para formar la oxihemoglobina y cuando los eritrocitos pasan por otros tejidos liberan el oxígeno por gradiente de concentración. La oxihemoglobina puede transportar en una célula 1 billón de moléculas de O2. Cada grupo hemo se une a una molécula de O2 y hay cuatro grupos hemo por molécula y 280 millones de moléculas de hemoglobina por célula. Si la hemoglobina no contiene O2se denomina deoxihemoglobina y tiene un color rojo más oscuro que la oxihemoglobina que es más brillante.
La hemoglobina también transporta CO2 que difunde desde los tejidos a la sangre viajando en forma de carbaminohemoglobina hasta los pulmones donde el CO2 es liberado. La difusión de los gases se realiza por gradiente de concentración. Se cede O2 y se capta CO2 en regiones con baja concentración de O2 y alta de CO2 esto es en los tejidos. Se capta O2 y se libera CO2 en regiones ricas en O2 y pobres en CO2 es decir los pulmones.
Patologías
La anomalía más común ligada a este tipo celular es una patología denominada anemia, que engloba un número muy amplio de enfermedades. Los parámetros que miden este tipo de anomalías son o bien la cantidad de hemoglobina (masa de hemoglobina contenida en un glóbulo rojo) o el volumen corpuscular medio (VCM, media del volumen individual de los glóbulos rojos). El VCM se calcula con la fórmula:
Hematocrito. Efecto de la adición de anticoagulante.
VCM=(Hct/RBC)*10. Donde Hct es el hematocrito (porcentaje de eritrocitos del volumen total) y RBC es el número de eritrocitos por microlitro.
Hay que tener en cuenta que las cifras normales se encuentran en unos intervalos amplios y dependen de la edad, sexo o altitud del sitio de residencia. Cualquier cifra fuera del intervalo normal tiene como consecuencia la disminución en el transporte de O2 y CO2 en el organismo. Dependiendo de la causa hay varios tipos de anemias entre otras:
Anemia ferropénica: falta de hierro. Las causas de esta deficiencia son la disminución de la ingestión de hierro o difícil absorción en el intestino, o bien por pérdidas sanguíneas (hemorragias de diferentes tipos). Histologicamente, cuando se observan en un frotis, presentan los eritrocitos hipocrómicos (poco pigmento) y microcíticos (de tamaño pequeño). Muestran variabilidad en el tamaño.
Anemia megaloblástica: deficiencia en ácido fólico o de vitamina B12. La hipovitaminosis afecta a las células precursoras de los glóbulos rojos, generando una reducción en su capacidad de sintetizar ADN y en consecuencia impide la replicación. Se frena el ciclo celular antes de la mitosis y la célula sigue creciendo pero no se divide, por eso se llama también anemia macrocítica. Se caracteriza por células agrandadas, inmaduras, disfuncionales y con núcleo. Todo ello provoca una menor producción de eritrocitos. Son característicos en estas anemias los neutrófilos hipersegmentados.
Anemias denominadas en general hemolíticas. Se clasifican en dos grupos: las adquiridas, las cuales pueden ser inmunes o no, y el grupo más importante que son las anemias hemolíticas hereditarias. Estas últimas se caracterizan porque causan deformación o rotura total o parcial de los eritrocitos. las anomalías hereditarias pueden estar causadas por defectos en alguna de las proteínas del citoesqueleto de membrana, de enzimas eritrocitarias, o de la propia hemoglobina (talasemias).
Los eritrocitos son las células de la sangre más numerosas: aproximadamente 5 millones por milímetro cúbico.Presentan una forma bicóncava (aplanada en el centro), que le representa una ventaja adaptativa. Además, el eritrocito maduro carece de núcleo, lo que hace que algunos las vean como células muertas.
La principal función de los eritrocitos es transportar los gases respiratorios (O2 y CO2) en unión química con la hemoglobina.
La ecuación se presenta en ambas direcciones. A nivel de alvéolos, la hemoglobina de los eritrocitos reacciona con el oxígeno, denominada oxihemoglobina (HbO3). De esta manera, el 99% del oxígeno es trasportado hacia los tejidos. Al llegar la oxihemoglobina a la sección capilar de la red vascular, la unión se rompe y el oxígeno es cedido a las células de los tejidos. El ciclo se repite una y otra vez. El total de hemoglobina en la sangre es de 14-16%, es decir por cada 100mL de sangre.
La principal función de los eritrocitos es transportar los gases respiratorios (O2 y CO2) en unión química con la hemoglobina.
La ecuación se presenta en ambas direcciones. A nivel de alvéolos, la hemoglobina de los eritrocitos reacciona con el oxígeno, denominada oxihemoglobina (HbO3). De esta manera, el 99% del oxígeno es trasportado hacia los tejidos. Al llegar la oxihemoglobina a la sección capilar de la red vascular, la unión se rompe y el oxígeno es cedido a las células de los tejidos. El ciclo se repite una y otra vez. El total de hemoglobina en la sangre es de 14-16%, es decir por cada 100mL de sangre.
Los eritrocitos también transportan aproximadamente el 10% del gas carbónico (CO2) producido por las células, en unión química con la hemoglobina:
La ecuación también se presenta en ambas direcciones. En los capilares, el CO2 producido por los tejidos, reacciona en unión química con la hemoglobina, formando el compuesto carbaminohemoglobina (HbCO2), unión que se rompe en sus constituyentes primarios a nivel de los alvéolos pulmonares.
Es necesario aclarar, que ni el oxígeno ni el gas carbónico compiten por los sitios de unión de estos gases con la molécula hemoglobina. Caso contrario sucede con el gas monóxido de carbono (CO), producido por los automóviles. Este gas se liga a la hemoglobina, en los mismos sitios donde se liga el oxígeno, además su afinidad con la hemoglobina es mucho mayor, que la que presenta el oxígeno con la molécula de hemoglobina.
Significa lo anterior que si en el ambiente hay un determinada concentración de monóxido de carbono, éste se ligará a la hemoglobina y ocupará los sitios, que en otras circunstancias son exclusivos del oxígeno. Al no poder transportar el oxígeno, la persona puede morir por asfixia.
¿CÓMO RELACIONAR LA FORMA Y LA FUNCIÓN EN EL CASO DE LOS ERITROCITOS?
Una vez definida la principal función de los eritrocitos, relacionada con la rápida acción de captar y ceder los gases respiratorios a nivel de alvéolos y tejidos, se percibe la efectividad de la forma bicóncava del glóbulo rojo. La superficie del eritrocito es un 20% mayor, que la superficie de cualquier célula de forma esférica, que presenta el mismo volumen que el eritrocito. Así mismo, el punto más alejado del eritrocito en relación con la superficie, se encuentra tres veces más cerca de ésta, en comparación con el punto más alejado de la superficie de una célula de forma esférica, pero de igual volumen que el del eritrocito.
QUÉ SENTIDO BIOLÓGICO PRESENTA EL HECHO DE QUE LOS ERITROCITOS SEAN ANUCLEADOS?
La primera ventaja sin duda alguna, está relacionada con un mayor espacio, que le permite transportar una mayor cantidad de hemoglobina y por ende de oxígeno. Pero sin duda alguna, la mayor ventaja está relacionada con la "vida vegetativa", que llevan los eritrocitos; al no tener núcleo, es como si carecieran de "cerebro" celular. Su accionar es pasivo, simplemente se limitan a seguir la corriente de la sangre, de ahí que algunos los cataloguen como células muertas.
Si tuvieran núcleo, llevarían una vida muy activa, desde el punto de vista del metabolismo, probablemente se reproducirían y sintetizarían nuevas proteínas, procesos que requieren grandes cantidades de energía, etc. Es más, resulta por lo demás sorprendente que el metabolismo de los eritrocitos sea predominantementeanaeróbico glucolítico. Llevar toda esa cantidad de oxígeno y no poderlo utilizar, constituye una gran ironía de la vida celular. Pero de ahí que el metabolismo de los mismos sea anaeróbico, para que así el oxígeno pueda ser entregado a las células de los diferentes tejidos de nuestro cuerpo.
Los eritrocitos tienen una vida promedio de 120 días; al romperse, sus partes constituyentes son fagocitados por los glóbulo blancos; la sección "hem" de la hemoglobina liberada, es convertida en bilirrubina, que formará parte de la bilis, proceso del cual se encargan las células hepáticas. En cuanto al hierro de la hemoglobina, será transportado por la transferrina hacia la médula ósea y hacia el hígado. La médula ósea lo emplea en la formación nueva de hemoglobina y el hígado lo reserva en forma de ferritina. Además del hierro, en el proceso de formación y maduración de los eritrocitos, se requiere de vitamina B12 y de ácido fólico.
La concentración de los eritrocitos está muy bien regulada por un mecanismo de tipo hormonal. Cada segundo la médula ósea envía a la circulación 2-3 millones de eritrocitos. Se espera que salgan de la circulación la misma cantidad de eritrocitos cada segundo. Sólo así se garantiza un número más o menos constante de glóbulos rojos.
La formación de eritrocitos por parte de la médula ósea, está controlada por la hormona eritropoyetinasecretada por el riñón, particularmente en condiciones de hipoxia o déficit de oxígeno en los tejidos.
De las enfermedades relacionadas con los eritrocitos se pueden mencionar la policitemia, que significa un aumento injustificado del número de eritrocitos, y la anemia, que es todo lo contrario, es decir la disminución del número de eritrocitos por unidad de volumen, debido a causas diversas: hemorragia,hemólisis por envenenamiento o incompatibilidad sanguínea, destrucción de la médula ósea, carencia de hierro, carencia de vitamina B12 o ácido fólico en la dieta, o la imposibilidad del organismo de asimilar las sustancias mencionadas. La policitemia produce una mayor viscocidad de la sangre y en consecuencia un mayor trabajo para el corazón.
Es necesario aclarar, que ni el oxígeno ni el gas carbónico compiten por los sitios de unión de estos gases con la molécula hemoglobina. Caso contrario sucede con el gas monóxido de carbono (CO), producido por los automóviles. Este gas se liga a la hemoglobina, en los mismos sitios donde se liga el oxígeno, además su afinidad con la hemoglobina es mucho mayor, que la que presenta el oxígeno con la molécula de hemoglobina.
Significa lo anterior que si en el ambiente hay un determinada concentración de monóxido de carbono, éste se ligará a la hemoglobina y ocupará los sitios, que en otras circunstancias son exclusivos del oxígeno. Al no poder transportar el oxígeno, la persona puede morir por asfixia.
¿CÓMO RELACIONAR LA FORMA Y LA FUNCIÓN EN EL CASO DE LOS ERITROCITOS?
Una vez definida la principal función de los eritrocitos, relacionada con la rápida acción de captar y ceder los gases respiratorios a nivel de alvéolos y tejidos, se percibe la efectividad de la forma bicóncava del glóbulo rojo. La superficie del eritrocito es un 20% mayor, que la superficie de cualquier célula de forma esférica, que presenta el mismo volumen que el eritrocito. Así mismo, el punto más alejado del eritrocito en relación con la superficie, se encuentra tres veces más cerca de ésta, en comparación con el punto más alejado de la superficie de una célula de forma esférica, pero de igual volumen que el del eritrocito.
QUÉ SENTIDO BIOLÓGICO PRESENTA EL HECHO DE QUE LOS ERITROCITOS SEAN ANUCLEADOS?
La primera ventaja sin duda alguna, está relacionada con un mayor espacio, que le permite transportar una mayor cantidad de hemoglobina y por ende de oxígeno. Pero sin duda alguna, la mayor ventaja está relacionada con la "vida vegetativa", que llevan los eritrocitos; al no tener núcleo, es como si carecieran de "cerebro" celular. Su accionar es pasivo, simplemente se limitan a seguir la corriente de la sangre, de ahí que algunos los cataloguen como células muertas.
Si tuvieran núcleo, llevarían una vida muy activa, desde el punto de vista del metabolismo, probablemente se reproducirían y sintetizarían nuevas proteínas, procesos que requieren grandes cantidades de energía, etc. Es más, resulta por lo demás sorprendente que el metabolismo de los eritrocitos sea predominantementeanaeróbico glucolítico. Llevar toda esa cantidad de oxígeno y no poderlo utilizar, constituye una gran ironía de la vida celular. Pero de ahí que el metabolismo de los mismos sea anaeróbico, para que así el oxígeno pueda ser entregado a las células de los diferentes tejidos de nuestro cuerpo.
Los eritrocitos tienen una vida promedio de 120 días; al romperse, sus partes constituyentes son fagocitados por los glóbulo blancos; la sección "hem" de la hemoglobina liberada, es convertida en bilirrubina, que formará parte de la bilis, proceso del cual se encargan las células hepáticas. En cuanto al hierro de la hemoglobina, será transportado por la transferrina hacia la médula ósea y hacia el hígado. La médula ósea lo emplea en la formación nueva de hemoglobina y el hígado lo reserva en forma de ferritina. Además del hierro, en el proceso de formación y maduración de los eritrocitos, se requiere de vitamina B12 y de ácido fólico.
La concentración de los eritrocitos está muy bien regulada por un mecanismo de tipo hormonal. Cada segundo la médula ósea envía a la circulación 2-3 millones de eritrocitos. Se espera que salgan de la circulación la misma cantidad de eritrocitos cada segundo. Sólo así se garantiza un número más o menos constante de glóbulos rojos.
La formación de eritrocitos por parte de la médula ósea, está controlada por la hormona eritropoyetinasecretada por el riñón, particularmente en condiciones de hipoxia o déficit de oxígeno en los tejidos.
De las enfermedades relacionadas con los eritrocitos se pueden mencionar la policitemia, que significa un aumento injustificado del número de eritrocitos, y la anemia, que es todo lo contrario, es decir la disminución del número de eritrocitos por unidad de volumen, debido a causas diversas: hemorragia,hemólisis por envenenamiento o incompatibilidad sanguínea, destrucción de la médula ósea, carencia de hierro, carencia de vitamina B12 o ácido fólico en la dieta, o la imposibilidad del organismo de asimilar las sustancias mencionadas. La policitemia produce una mayor viscocidad de la sangre y en consecuencia un mayor trabajo para el corazón.
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