Fisiología humana

Fisiología de la sangre

Composición y funciones de la sangre

 Funciones específicas de la sangre

La sangre es una solución donde se encuentran solutos y células y que desarrolla funciones como las siguientes:

• a) Transporte. Transporta multitud de sustancias, disueltas y unidas químicamente a diferentes componentes. Según el compuesto transportado la función puede ser denominada:

1. Respiratoria: Transporte de gases entre los tejidos y los pulmones.
2. Nutritiva: Distribución de nutrientes desde el intestino hasta los tejidos.
3. Excretora: Transporte de productos de desecho del metabolismo desde el lugar de producción hasta el lugar de eliminación.

• b) Homeostática. El control de parámetros tan importantes como el pH, la temperatura, el control del volumen hídrico o de los electrolitos corporales se realiza a través de la sangre.
• c) Comunicación y defensa. El transporte de mediadores informativos como las hormonas y otros se lleva a cabo mediante la sangre. Lo mismo que la protección del organismo cuenta con algunas células y proteínas de la sangre que participan en los procesos de defensa orgánica contra invasión de gérmenes patógenos o para eliminación de cuerpos extraños.

1.2 Características y composición de la sangre

Su densidad es ligeramente mayor a la del agua: 1,05-1,06. Su viscosidad es bastante mayor que la del agua (3,5-5) debido a la presencia de elementos celulares y a los solutos macromoleculares. El volumen de sangre que hay en un individuo se conoce con el nombre de volemia, siendo los valores normales (o normovolemia) aproximadamente un 7-8% del peso corporal (lo que equivale a 75 cc/kg). En recién nacidos estos valores son superiores, un 10%. Si estos valores están incrementados se considera una hipervolemia, y si están disminuidos unahipovolemia.

La composición de la sangre es la siguiente:

• a) Células. O elementos formes que están en suspensión y ocupan alrededor del 46% del volumen.
• b) Plasma o solución plasmática. Solución acuosa que ocupa alrededor del 54% del volumen sanguíneo.

La proporción en volumen que ocupan los elementos celulares respecto al plasma es una determinación que se conoce con el término de hematocrito. Los valores normales serían 45±7% para los varones y 42±15% para las mujeres. Esta medida proporciona de forma aproximada la cantidad de células sanguíneas que hay en sangre. Si la medida entra dentro de los valores de referencia se considera al sujeto normocitémico si presenta valores superiores se considera que está en policitemia y si son inferiores estaría en oligocitemia.

Otra medida que presenta interés desde el punto de vista clínico es la velocidad de sedimentación de la sangre o VSG. La sedimentación de las células sanguíneas puede verse aumentada en algunos procesos patológicos. Los valores normales son: Para el varón, 3/5 mm medidos a la 1ª y 2ª hora, y para la mujer 8/10 mm.

1.3 Estudio del plasma

Formado en su mayor parte por agua (92-93%) y en menor proporción por solutos (7-8%). Presenta una osmolaridad de 280-300 miliOsmoles/litro, lo que supone una solución de 72,5 gr/litro. Los solutos pueden clasificarse de la manera siguiente:

• a) Solutos inorgánicos o electrolitos. Constituyen el 0,9% de los solutos y son básicamente los que se localizan en el líquido extracelular. Na⁺, Ca⁺⁺, K⁺, Mg⁺⁺, Cl^–, PO₄, HCO₃, CO₂, N₂, O₂, etc.
• b) Solutos orgánicos. Glucosa, aminoácidos, enzimas, hormonas, vitaminas hidro y liposolubles, ácidos grasos, productos de desecho como urea, ácido úrico, creatinina, bilirrubina, etc.; y proteínas plasmáticas, las cuales constituyen el 7% de los solutos plasmáticos.

1.4 Proteínas plasmáticas

Existen tres grupos de proteínas plasmáticas cuyos tamaños, estructuras y cantidades son muy variables, se clasifican en tres grupos principales:

• Albúminas, que constituyen el 59,2% del total de proteínas.
• Globulinas, que constituyen el 40,5% del total de proteínas.
• Fibrinógeno, que es aproximadamente el 0,3% del contenido proteico plasmático. Cuando es eliminado de la solución plasmática ésta recibe el nombre de suero o solución sérica.

1.4.1  Funciones de las proteínas plasmáticas

• a) Mantenimiento de la presión coloidosmótica del plasma.
• b) Viscosidad sanguínea.
• c) Regulación del equilibrio ácido-base.
• d) Transporte de iones, ácidos grasos, esteroides, hormonas drogas, etc.
• e) Fuente de aminoácidos para los tejidos en caso de ayuno.
• f) Hemostasia.
• g) Defensa del organismo.

1.4.2  Características y funciones de las más importantes

Uno de los sistemas de separación de los diferentes grupos de proteínas se realiza mediante electroforesis, que permite una separación por carga eléctrica. De esta forma quedan distribuídas en: albúminas, α₁-globulinas, α₂-globulinas, β-globulinas y γ-globulinas.

• a) Seroalbúminas o albúminas séricas. Se sintetizan en el hígado, presentan el menor tamaño y la mayor concentración. Actúan como transportadoras de lípidos y hormonas.
• b) Glucoproteínas. Proteínas con grupos glucídicos: hexosa, hexosamina, ácido siálico, etc.
• c) Lipoproteínas. Proteínas con grupos lipídicos. Sirven para el transporte de lípidos.
• d) Transferrina. Es una glucoproteína que se une al Fe⁺⁺ de forma reversible y lo transporta hasta la médula ósea.
• e) Haptoglobinas. Son globulinas que se unen a la hemoglobina, evitando la pérdida de Fe y protegiendo al riñón del daño de la hemoglobina.
• f) Ceruloplasmina. Es una globulina que fija Cu.
• g) Fetuína. Se encuentra en el feto y en el recién nacido, interviene en la proliferación celular.
• h) Factores de coagulación.
• i) Inmunoglobulinas. Intervienen en mecanismos de defensa.
• j) Reguladores hormonales de la hematopoyesis y de la granulopoyesis.

Glóbulos rojos, eritrocitos o hematíes

Características

Son células anucleadas en forma de disco bicóncavo, y las células más abundantes en sangre; su número varía en función de la edad, el sexo y la altura del hábitat. Por término medio:

• 4,5-6  10⁶/mm³ en el varón.
• 4-5  10⁶/mm³ en la mujer.
• 5,9  10⁶/mm³ en el recién nacido.

Medidas:

1. Diámetro corpuscular (o globular) medio (DCM, DGM): 7-7,5 μ
2. Volumen corpuscular (o globular) medio (VCM, VGM): 87 ± 5 μ³
3. Área superficial: 142 μ2

2.2 Eritropoyesis

En la médula ósea roja en los huesos planos: esternón, pelvis, costillas, vértebras.

La tasa de formación es muy alta incorporándose por término medio a la corriente sanguínea unos 180. 10⁶/minuto, sustituyendo así a los eritrocitos eliminados y manteniendo la cantidad de los mismos prácticamente constante. El tiempo que se necesita para la formación de un eritrocito maduro oscila entre 4 y 7 días.

Partiendo de la célula primordial (también conocida como célula madre, indiferenciada, célula stem) que es la célula que da origen a todas las variedades de células sanguíneas la línea de diferenciación comienza para la serie roja en la multiplicación, dando lugar a los proeritroblastos, eritroblastos, normocitos, reticulocitos y eritrocitos.

En la sangre se encuentra ya una pequeña cantidad de reticulocitos, 5-25/1000 eritrocitos, cantidad que sirve para observar un correcto ritmo de eritropoyesis. La célula madura, el eritrocito es la célula que mayoritariamente abandona la médula ósea roja y se incorpora a la corriente sanguínea.

2.2.1  Regulación de la eritropoyesis

El principal factor que determina la eritropoyesis es la oxigenación de los tejidos. Cuando por cualquier motivo disminuye la cantidad de oxígeno que llega a los tejidos, se produce un rápido incremento en el número de eritrocitos circulantes. Para llevar a cabo esta modificación en el ritmo de respuesta eritropoyética, se produce ante la falta de oxigenación en las células renales la secreción de factor eritropoyético renal que al unirse a una globulina plasmática sintetizada en el hígado forman la eritropoyetina.

En la regulación de la eritropoyesis también intervienen los niveles de vitamina B₁₂ (cianocobalamina), ácido fólico y de Fe. La carencia de estos factores determina un incorrecto desarrollo de la eritropoyesis, bien porque se formen células anómalas (la carencia de vitamina B₁₂ da lugar a células megaloblásticas) o porque se forme un número insuficiente.

2.3 Función de los eritrocitos

La vida media de un eritrocito es de unos 120 días, durante los cuales recorre de forma aproximada unos 320 kilómetros. Su función básica es el transporte de hemoglobina ya que su citoplasma contiene mayoritariamente esta proteína encontrándose en una concentración aproximada del 35%. Teniendo en cuenta que en el exterior de la célula la concentración proteica plasmática es de un 7%, su metabolismo mínimo y anaerobio está destinado casi en exclusiva a mantener el equilibrio osmótico, mediante mecanismos de transporte a través de la membrana que impidan la entrada de agua y la correspondiente hemólisis.

Al carecer de núcleo y ribosomas no realiza síntesis proteica y su maquinaria enzimática le permite degradar glucosa de forma anaerobia, lo cual le aporta el suficiente ATP para mantener el transporte activo de iones que mantenga su equilibrio osmótico.

2.4 Estudio de la hemoglobina

2.4.1  Cantidad de hemoglobina

15 g/dl de sangre en hombres y 14 g/dl en mujeres.

2.4.2  Síntesis y estructura de la hemoglobina

La hemoglobina es una proteína de estructura cuaternaria, formada por cuatro cadenas proteicas o globinas homólogas.

Hemoglobina A₁: 2 cadenas α (141 aminoácidos) y 2 cadenas β (146 aminoácidos). Cada cadena con un grupo prostético HEMO, que lleva unido un átomo de Fe.

2.4.3  Función de la hemoglobina

Su función básica es el transporte de oxígeno. Se combina mediante una reacción laxa y reversible pasando a denominarse oxihemoglobina. Cada molécula de O₂ se al átomo de Fe, siempre que éste se encuentre en forma de ión ferroso (Fe⁺⁺), ya que si el hierro se oxida y pasa al estado férrico o Fe⁺⁺⁺ la molécula denominada metahemoglobina no puede realizar la unión.

• Cada molécula de hemoglobina fija 4 moléculas de oxígeno (no iones) y el proceso de fijación o unión es cooperativo; esto es la unión de un oxígeno facilita la incorporación de los siguientes, ya que aumenta la afinidad de la hemoglobina por el oxígeno.
• Combinación con el monóxido de carbono: La hemoglobina presenta una gran afinidad por el monóxido de carbono o CO, superior (unas 210 veces) a la que presenta por el oxígeno; con lo que si el aire inspirado tiene tan sólo un 0,1% de CO, la hemoglobina queda saturada al 50% con dicho gas formando carboxihemoglobina que en el caso de alcanzar al 70-80% de saturación produce la muerte.
• Combinación con el dióxido de carbono: Aproximadamente el 10% del CO₂ que se transporta en sangre lo hace unido a la hemoglobina formando carbaminohemoglobina.

2.5 Metabolismo del hierro

El hierro constituye el elemento central de la molécula de hemoglobina, por eso sus niveles han de ser bien conservados en el organismo. La cantidad promedio que existe en el organismo es de unos 5 gr, que se reparte en tres compartimentos: el circulante: Fe unido a su proteína específica de transporte en plasma que es la transferrina; el funcional: Fe formando parte de proteínas que lo utilizan de cofactor metálico, el 65% es la hemoglobina y el resto son enzimas con grupos hemo: el tercer y último es el Fe de reserva almacenado en el hígado, bazo y médula ósea.

2.6 Función del bazo

El bazo está formado por una cápsula de tejido conectivo con trabéculas en su interior, entre dichas trabéculas se sitúa la pulpa roja y la pulpa blanca. La primera es la que desarrolla las funciones respecto a los eritrocitos:

• Maduración de los reticulocitos.
• Destrucción y eliminación de los eritrocitos envejecidos o deteriorados.

2.7 Determinaciones de interés clínico

• HCM (HGM): hemoglobina corpuscular (o globular) media: es la cantidad promedio de hemoglobina que tiene cada eritrocito: 30 pg.

            

• CHCM (CHGM): concentración de hemoglobina corpuscular (o globular) media, es la concentración media dentro de cada eritrocito, normalmente se expresa en gr/100 ml de volumen celular. 34% (34 gr/100 ml).

            

• VCM (VGM): volumen corpuscular (o globular) medio, es el volumen promedio de un eritrocito.