martes, 29 de noviembre de 2011

Función

El oxígeno que es necesario para producir energía en los diferentes tejidos entra en el cuerpo humano a través de los pulmones. Atraviesa las membranas de los alvéolos pulmonares y es captado por los glóbulos rojos unido a la hemoglobina. Luego es transportado por el sistema circulatorio a los tejidos. El oxígeno se difunde a través de la pared de los capilares para llegar a las células. Al mismo tiempo, el CO2 que producen las células es recogido por la hemoglobina de los glóbulos rojos y es transportado a los pulmones, en donde es expulsado. 

Factores necesarios para su producción

La vitamina B12: es un factor necesario para la síntesis y la multiplicación de las células. Puesto que las células madre de la médula ósea deben multiplicarse muy rápidamente para producir glóbulos rojos, la falta de vitamina B12 origina anemia. La anemia por falta de vitamina B12 se denomina anemia perniciosa. Para la absorción de la vitamina B12, es necesario que se una a un factor intrínseco, producido en la pared del estómago. Una alteración en la pared gástrica puede producir anemia perniciosa por falta de absorción de la vitamina B12.

El ácido fólico: también es necesario para la síntesis de glóbulos rojos, y su falta en la dieta también puede producir anemia.

El hierro: es necesario para la producción de hemoglobina. En todo el organismo hay entre 4 y 5 gramos de hierro, la mayor parte se encuentra en la hemoglobina. En el hombre las necesidades de hierro son de 0.6 miligramos al día para compensar la cantidad que se pierde por las heces. En la mujer las necesidades de hierro son aproximadamente el doble que en el hombre, debido a las pérdidas en la regla o menstruación.

Valores normales de glóbulos rojos en la sangre

Recién nacido        4 a 5 millones/ml
A los 3 meses        3,2 a 4,8 millones/ml
Al año de edad      3,6 a 5 millones/ml
Entre 3 y 5 años    4 a 5,3 millones/ml
De 5 a 15 años     4,2 a 5,2 millones/ml

Proceso de desarrollo

Las etapas de desarrollo morfológico de la célula eritroide incluyen (en orden de madurez creciente) las siguientes etapas:

Proeritroblasto.
Eritroblasto basofilo.
Eritroblasto policromatofilo.
Eritroblasto ortocromatico.
Reticulocito.
Eritrocito, finalmente, cuando ya carece de núcleo y mitocondrias.

A medida que la célula madura, la producción de hemoglobina aumenta, lo que genera un cambio en el color del citoplasma en las muestras de sangre tenidas con la tincion de Wright, de azul oscuro a gris rojo y rosáceo. El núcleo paulatinamente se vuelve picotica, y es expulsado fuera de la célula en la etapa ortocromática. La membrana del eritrocito en un complejo bilipidido–proteinico, el cual es importante para mantener la deformabilidad celular y la permeabilidad selectiva. Al envejecer la célula, la membrana se hace rígida, permeable y el eritrocito es destruido en el bazo. La vida media promedio del eritrocito normal es de 100 a 120 días. La concentración eritrocitaria varia según el sexo, la edad, la ubicación geográfica. Se encuentran concentraciones más altas de eritrocitos en zonas de gran altitud, en varones y en recién nacidos. Las disminuciones por debajo del rango de referencia generan un estado patológico denominado anemia. Esta alteración provoca hipoxia tisular. El aumento de la concentración de eritrocitos (eritrocitosis) es menos común. La hemolisis es la destrucción de los eritrocitos envejecidos y sucede en los macrófagos del bazo e hígado. Los elementos esenciales, globina y hierro, se conservan y vuelven a usarse. La fracción hemo de la molécula se cataboliza a bilirrubina y a biliverdina, y finalmente se excreta a través del tracto intestinal. La rotura del eritrocito a nivel intravascular libera hemoglobina directamente a la sangre, donde la molécula se disocia en dímeros α y β, los cuales se unen a la proteína de transporte, haptoglobina. Esta transporta los dímeros al hígado, donde posteriormente son catabolizados a bilirrubina y se excretan.

Los Eritrocitos de los Mamíferos

Los eritrocitos de los mamíferos no poseen núcleo cuando llegan a la madurez, es decir que pierden su núcleo celular y por lo tanto su ADN; los anfibios, reptiles y aves tienen eritrocitos con núcleo. Los eritrocitos también pierden sus mitocondrias y utilizan la glucosa para producir energía mediante el proceso de glucolisis seguido por la fermentación láctica. Los eritrocitos son producidos continuamente en la medula osea de los huesos largos, aunque en el embrión, el hígado es el principal productor de eritrocitos. El bazo actúa como reservorio de eritrocitos, pero su función es algo limitada en los humanos. Sin embargo, en otros mamíferos, como los perros y los caballos, el bazo libera grandes cantidades de eritrocitos en momentos de estrés. Algunos atletas han tratado de explotar esta función del Eritrocito 3 bazo tratando de liberar sus reservas de eritrocitos mediante fármacos, pero esta práctica pone en riesgo al sistema cardiovascular, dado que este no está preparado para soportar sangre cuya viscosidad sea superior a la considerada normal.

Eritrocitos humanos

Los eritrocitos tienen una forma oval, biconcava, aplanada, con una depresión en el centro. Este diseño es el optimo para el intercambio de oxigeno con el medio que lo rodea, pues les otorga flexibilidad para poder atravesar los capilares, donde liberan la carga de oxigeno. El diámetro de un eritrocito típico es de 6-8 μm. Los glóbulos rojos contienen hemoglobina, que se encarga del transporte de oxigeno y del dióxido de carbono. Asimismo, es el pigmento que le da el color rojo a la sangre.  Valores considerados normales de eritrocitos en adultos

Mujeres: 4 - 5 x 106/uL de sangre.
Hombres: 4,5 - 5 x 106/uL de sangre.

Metabolísmo energético del Eritrocito

El metabolismo de los eritrocitos es limitado, debido a la ausencia de núcleo, mitocondria y otros orgánulos subcelulares. Aunque la unión, el transporte y la liberación de oxigeno y dióxido de carbono es un proceso pasivo que no requiere energía, existe una variedad de procesos metabólicos dependientes de energía que son esenciales para la viabilidad de la célula. Las vías metabólicas mas importantes para el eritrocito maduro necesitan glucosa como sustrato. Estas vías se refieren a:

Glucolisis,
Ruta de la pentosa fosfato,
Vía de la hemoglobina reductasa,
Ciclo de Rapoport–Luebering

Estas vías contribuyen con energía, al mantener:


El potasio intracelular alto, el sodio intracelular bajo y un calcio intracelular muy bajo (bomba de cationes);
Hemoglobina en forma oxidada;
Elevados niveles de glutation reducido;
Integridad y deformabilidad de la membrana.

Vía Embden–Meyerhof o glucólisis

Proporciona ATP para la regulacion de la concentracion intracelular de cationes (Na+, K+, Ca2+, Mg2+) a traves de bombas de cationes. El eritrocito obtiene energía en forma de ATP del desdoblamiento de la glucosa por esta vía. Aproximadamente 90 a 95 por ciento del consumo celular de oxigeno utiliza esta vía. Los eritrocitos normales no tienen depositos de glucógeno. Dependen por completo de la glucosa ambiental para la glucolisis. La glucosa penetra a la célula mediante difusion facilitada, un proceso que no consume energía. Es metabolizada a lactato, donde produce una ganancia neta de dos moles de ATP por un mol de glucosa.

Ciclo de las pentosas

Proporciona nicotinamida-adenina dinucleotido fosfato y glutation reducido para reducir oxidantes celulares. Aproximadamente el 5% de la glucosa celular ingresa a la vía oxidativa de las pentosas, un sistema auxiliar para producir coenzimas reducidas. El glutation reducido protege a la célula contra muchas lesiones producidas por agentes oxidantes permanentes. Los oxidantes dentro de la célula oxidan los grupos sulfhidrilo (-SH) de la hemoglobina, a menos que los oxidantes sean reducidos por el glutation reducido. Es por esto que es crucial en el eritrocito la función de esta vía.

Vía de la hemoglobina reductasa

Protege a la hemoglobina de la oxidación via la NADH y metahemoglobina reductasa. Se trata de una via alterna a la via Embden–Meyerhof, esencial para mantener al hierro hem en el estado reducido Fe++. La hemoglobina con el hierro en estado férrico, Fe3+, es conocida como metahemoglobina. Esta forma de hemoglobina no logra combinarse con el oxigeno. La metahemoglobina reductasa, en unión con el NADH producido por la vía Embden–Meyerhof, protege al hierro hemo de la oxidación. Sin este sistema, el 2 por ciento de la metahemoglobina formada todos los días se elevaría, con el tiempo, a un 20-40 por ciento, con lo que se limitaria gravemente la capacidad transportadora de oxigeno en la sangre. Los medicamentos oxidantes pueden interferir con la metahemoglobina reductasa y producir valores aun más elevados de metahemoglobina. Esto provoca cianosis.

Ciclo de Rapoport-Luebering

Este ciclo es parte de la via Embden–Meyerhof, y tiene por finalidad evitar la formación de 3–fosfoglicerato y ATP. El DPG esta presente en el eritrocito en una concentración de un mol BPG/mol de hemoglobina, y se une con fuerza a la desoxihemoglobina, con lo que la hemoglobina se mantiene en estado desoxigenado y se facilita la liberación de oxigeno. El incremento en la concentración de difosfoglicerato facilita la liberación de oxigeno a los tejidos mediante la disminución en la afinidad de la hemoglobina por el oxigeno. De esta manera, el eritrocito cuenta con un mecanismo interno para la regulación del aporte de oxigeno a los tejidos. 

Hemoglobina


Es un pigmento especial que da a los eritrocitos su color rojo característico. Su molécula posee hierro, y su función es el transporte de oxigeno. Esta presente en todos los animales, excepto en algunos grupos de animales inferiores. Participa en el proceso por el que la sangre lleva los nutrientes necesarios hasta las células del organismo y conduce sus productos de desecho hasta los órganos excretores. También transporta el oxigeno desde los pulmones (o desde las branquias, en los peces), donde la sangre lo capta, hasta los tejidos del cuerpo. Cuando la hemoglobina se une al oxigeno para ser transportada hacia los órganos del cuerpo, se llama oxihemoglobina. Cuando la hemoglobina se une al CO2 para ser eliminada por la espiración, que ocurre en los pulmones, recibe el nombre de desoxihemoglobina. Si la hemoglobina se une al monóxido de carbono (CO), se forma entonces un compuesto muy estable llamado carboxihemoglobina, que tiene un enlace muy fuerte con el grupo hemo de la hemoglobina e impide la captación del oxigeno, con lo que se genera fácilmente una anoxia que conduce a la muerte. La hemoglobina también transporta productos residuales y el dióxido de carbono de vuelta a los tejidos. Menos del 2 por ciento total del oxigeno, y la mayor parte del CO2, son mantenidos en solución en el plasma sanguíneo. La hemoglobina representa el 35 por ciento del peso del eritrocito. Un compuesto relacionado, la mioglobina, actúa como almacén de oxigeno en las células musculares.