sábado, 28 de abril de 2007

Fisiología de la sangre (3° parte)

Antígenos eritrocitarios y determinación de grupos sanguíneos.-

Existen determinadas moléculas en las superficies de todas las células del cuerpo que pueden ser reconocidas como extrañas por el sistema inmunitario de otra persona. Estas moléculas se conocen como antígenos. Como parte de la respuesta inmunitaria, determinados linfocitos segregan una clase de proteínas denominadas anticuerpos que se unen de forma específica con los antígenos. La especificidad de los anticuerpos por los antígenos es análoga a la especificidad de las enzimas por sus sustratos, y a la de las proteínas receptoras por los neurotransmisores y las hormonas.

Sistema ABO:

Los antígenos que caracterizan otras células son mucho más variados que los antígenos presentes en la superficie de los glóbulos rojos. Sin embargo, los antígenos eritrocitarios son de gran importancia clínica porque sus tipos tienen que ser compatibles entre los donantes y los receptores de transfusiones sanguíneas. Existen varios grupos de antígenos eritrocitarios, pero el grupo más importante se conoce como sistema ABO. En términos de los antígenos presentes en la superficie de un glóbulo rojo, una persona puede ser de tipo A (sólo con antígenos A), tipo B (sólo con antígenos B), tipo AB (con ambos antígenos A y B) o tipo O (que carecen tanto de antígenos A como B). El grupo sanguíneo de cada persona —A, B o O— designa a los antígenos presentes en la superficie de sus glóbulos rojos, que son los productos de los genes (localizados en el cromosoma 9) que codifican esos antígenos.

Cada persona hereda dos genes (uno de cada progenitor) que controlan la producción de los antígenos ABO. Los genes para los antígenos A o B son dominantes con respecto al gen de O, porque O solamente significa ausencia de A o B. los genes de A y B a menudo se expresa como IA o IB, y al gen recesivo de O como i minúscula. Una persona de tipo A, por lo tanto, puede haber heredado el gen de A de cada uno de sus progenitores (puede tener el genotipo IAIA), o el gen A de un progenitor y el gen O del otro (y por lo tanto tener el genotipo IAi). De forma similar, una persona de tipo B puede tener el genotipo IBIB o IBi. De ello se desprende que una persona de tipo O habrá heredado el gen O de cada uno de sus progenitores (posee el genotipo ii), mientras que una persona de tipo AB ha heredado el gen A de un progenitor y el gen B del otro (no existe una relación de dominante-recesivo entre A y B).

El sistema inmunitario manifiesta tolerancia a sus propios antígenos eritrocitarios. Por ejemplo, las personas de tipo A no producen anticuerpos anti-A. Sin embargo resulta sorprendente que produzcan anticuerpos contra el antígeno B, y a la inversa, las personas del grupo sanguíneo B elaboran anticuerpos contra el antígeno A. Se cree que esto es consecuencia de que los antígenos elaborados en respuesta a algunas bacterias comunes tienen una reacción cruzada con los antígenos A o B. Por lo tanto, las personas de tipo A adquieren anticuerpos capaces de reaccionar con antígenos B por la exposición a estas bacterias, pero no desarrollan anticuerpos contra los antígenos A porque lo impiden los mecanismos de tolerancia. Las personas de tipo AB presentan tolerancia a estos dos antígenos, y por lo tanto no producen anticuerpos anti-A ni anti-B. Por el contrario las personas de tipo O, no presentan tolerancia a ninguno de esos antígenos; son por lo tanto portadoras de anticuerpos anti-A y anti-B en su plasma.

Reacciones transfusionales.

Antes de realizar transfusiones, se realiza una prueba cruzada principal mezclando suero del receptor con células sanguíneas del donante. Si los tipos no son compatibles —porejemplo si el donante es de tipo A y el receptor de tipo B— los anticuerpos del receptor se unen a los glóbulos rojos del donante y forman puentes capaces de hacer que las células formen grumos, o se aglutinen. Debido a esta reacción de aglutinación, a veces se denominan aglutinógenos a los antígenos A y B, y aglutininas a los anticuerpos contra ellos. Los errores de transfusiones que tienen como consecuencia esta aglutinación pueden llevar al bloqueo de los pequeños vasos sanguíneos y provocar hemólisis (rotura de glóbulos rojos), capaz de lesionar los riñones y otros órganos.

En situaciones de emergencia, se ha administrado sangre del grupo O a personas de tipo A, B, AB o O. Como los glóbulos rojos del grupo O carecen de antígenos A y B, los anticuerpos del receptor no pueden aglutinar los glóbulos rojos del donante por lo tanto el tipo O es un donante universal, pero sólo mientras el volumen de plasma donado sea pequeño, porque el plasma de una persona de tipo O aglutinaría los hematíes del tipo A, del tipo B y del tipo AB—. De forma similar, las personas de tipo AB son receptores universales, porque carecen de anticuerpos anti-A y anti-B, y por lo tanto no pueden aglutinar los glóbulos rojos del donante (el plasma del donante aglutinaría los glóbulos rojos del receptor si el volumen de transfusión fuera excesivo). Debido a los peligros que supone, se desaconseja vivamente en la práctica emplear el concepto de donante universal y de receptor universal.

Factor Rh:

Otro grupo de antígenos que se encuentra sobre los glóbulos rojos de la mayor parte de las personas es el factor Rh (que recibe su nombre del mono Rhesus, en el cual fueron descubiertos estos antígenos). Existen varios antígenos en este grupo, pero hay uno que destaca por su importancia médica. Este antígeno Rh se denomina D, y a menudo se designa Rho(D).

Si los glóbulos rojos de una persona poseen este antígeno Rh, se dice que es Rh positiva; cuando falta, la persona es Rh negativa. Es mucho más frecuente el Rh positivo (por ejemplo, el 85% de la población blanca). El factor Rh tiene una importancia especial cuando las madres Rh negativas dan a luz niños Rh positivos. Dado que la sangre materna y la fetal normalmente se mantienen separadas a ambos lados de la placenta, la madre Rh negativa no suele resultar expuesta a los antígenos Rh del feto durante el embarazo. Sin embargo, en el momento del parto, se puede producir un grado variable de exposición, y el sistema inmunitario de la madre se puede sensibilizar y producir anticuerpos contra el antígeno Rh. Pero esto no sucede siempre, porque la exposición puede ser mínima y porque las madres Rh negativas varían en su sensibilidad al factor Rh. Si la mujer produce anticuerpos contra el factor Rh, estos anticuerpos podrían atravesar la placenta en embarazos ulteriores y provocar hemólisis de los glóbulos rojos Rh positivos del feto. Por lo tanto el niño podrían nacer anémico, una situación denominada eritroblastosis fetal o enfermedad hemolítica del recién nacido. La eritroblastosis fetal se puede evitar inyectando a la madre Rh negativa un preparado de anticuerpos contra el factor Rh (el nombre comercial de este preparado es RhoGAM —siendo GAM la abreviatura de gammaglobulina, la clase de proteínas plasmáticas en la que se encuentran los anticuerpos) en el transcurso de las 72 horas posteriores al parto de cada bebé Rh positivo. Esto es un tipo de inmunización pasiva en la cual los anticuerpos inyectados inactivan los antígenos Rh y de este modo evitan que la madre se inmunice activamente contra ellos. Algunos médicos administran en la actualidad RhoGAM a lo largo de todo el embarazo Rh positivo en cualquier mujer Rh negativa.

Coagulación de la sangre.-

Cuando se lesiona un vaso sanguíneo, se activan unos cuantos mecanismos fisiológicos para promover la hemostasia, o el cese de la hemorragia (hemo = sangre; stasis = detención).

La rotura del revestimiento endotelial de un vaso expone a la sangre a las proteínas del colágeno del tejido conjuntivo subendotelial. Esto inicia tres mecanismos hemostáticos independientes, pero superpuestos: 1) vasoconstricción; 2) formación del tapón plaquetario; y 3) la producción de una malla de proteínas de fibrina que penetra y envuelve al tapón plaquetario.

Funciones de las plaquetas

Es evidente que los mecanismos que evitan que las plaquetas se adhieran a los vasos sanguíneos y entre sí son necesarios para evitar la coagulación inadecuada de la sangre. La lesión del endotelio de los vasos expone el tejido subendotelial a la sangre. Las plaquetas son capaces de pegarse a las proteínas de colágeno expuestas que han quedado cubiertas por una proteína (el factor von Willebrand) segregada por las células endoteliales. Las plaquetas contienen gránulos secretorios; cuando las plaquetas se adhieren al colágeno, se desgranulan cuando los gránulos secretorios liberan sus productos. Estos productos comprenden el difosfato de adenosina (ADP), la serotonina y una prostaglandina denominada tromboxano A2. Este suceso se conoce como reacción de liberación plaquetaria. La serotonina y el tromboxano A2 estimulan la vasoconstricción, que ayuda a disminuir el flujo sanguíneo al vaso dañado. Los fosfolípidos expuestos en la membrana plaquetaria participan en la activación de los factores de la coagulación. La liberación de ADP y de tromboxano A2 por las plaquetas adheridas al colágeno expuesto vuelven «pegajosas» a otras plaquetas de las proximidades, de forma que se adhieren a las que se han pegado al colágeno. La segunda capa de plaquetas, a su vez, experimenta una reacción de liberación plaquetaria, y el ADP y el tromboxano A2 segregados hacen que se agreguen al lugar de la lesión aún más plaquetas. Esto produce un tapón plaquetario en el vaso lesionado, que resulta fortalecido por la activación de los factores plasmáticos de la coagulación.

Para experimentar una reacción de liberación, es necesaria la producción de prostaglandinas por las plaquetas. La aspirina inhibe la ciclooxigenasa que cataliza la conversión del ácido araquidónico (un ácido graso cíclico) en prostaglandinas, inhibiendo de este modo la reacción de liberación y la consiguiente formación de un tapón plaquetario. Dado que las plaquetas carecen de núcleos y no son células completas, no pueden regenerar nuevas enzimas. Por lo tanto, las enzimas permanecen inhibidas durante toda la vida de las plaquetas. La ingestión de cantidades excesivas de aspirina puede prolongar por lo tanto de forma significativa el tiempo de hemorragia durante varios días, razón por la cual se aconseja que los donantes de sangre y las mujeres en el último trimestre de gestación eviten la aspirina. Sin embargo, una ligera inhibición puede disminuir el riesgo de cardiopatía aterosclerótica, y a menudo se recomienda un tratamiento de este tipo en los pacientes a los que se ha diagnosticado este trastorno.

Factores de la coagulación: formación de fibrina.

El tapón plaquetario resulta fortalecido por una malla de fibras de una proteína insoluble conocida como fibrina. Por lo tanto, los coágulos sanguíneos contienen plaquetas y fibrina, y habitualmente también glóbulos rojos atrapados que confieren al coágulo su color rojo (los coágulos formados en las arterias, donde el flujo sanguíneo es más rápido, generalmente carecen de glóbulos rojos y por lo tanto tienen un aspecto gris). Finalmente, la contracción de la masa plaquetaria en el proceso conocido como retracción del coágulo forma un tapón más compacto y eficaz. El líquido exprimido del coágulo cuando se retrae se denomina suero, que es plasma sin fibrinógeno, el precursor soluble de la fibrina. (El suero se obtiene en los laboratorios permitiendo que la sangre se coagule en un tubo de ensayo y después centrifugando el tubo, de forma que el coágulo y las células sanguíneas quedan concentradas en el fondo del tubo.) La conversión de fibrinógeno en fibrina puede producirse por cualquiera de las dos vías siguientes. La sangre que queda en un tubo de ensayo se coagula sin productos químicos externos añadidos; la vía que produce este coágulo se denomina por lo tanto vía intrínseca. La vía intrínseca también produce coágulos en los vasos sanguíneos lesionados cuando el colágeno resulta expuesto al plasma. Sin embargo, los tejidos lesionados liberan una sustancia química que inicia un «atajo» para la formación de fibrina. Debido a que este producto químico no forma parte de la sangre, la vía más corta se denomina vía extrínseca.

La vía intrínseca se inicia por la exposición del plasma a una superficie de carga negativa, como es la que proporciona el colágeno en el lugar de una herida o el vidrio de un tubo de ensayo. Esto activa una proteína plasmática denominada factor XII, que es una enzima capaz de digerir proteínas (una proteasa). El factor XII activado activará su vez otro factor de la coagulación, que lo hace con el siguiente. Los factores plasmáticos de la coagulación se numeran en el orden en que se descubrieron, que no refleja la secuencia real de las reacciones. Los pasos siguientes de la secuencia requieren la presencia de Ca2+ y de fosfolípidos, estos últimos proporcionados por las plaquetas. Estos pasos tienen como resultado la conversión de una enzima inactiva, denominada protrombina, en la enzima activa trombina. La trombina convierte la proteína soluble fibrinógeno en monómeros de fibrina. Estos monómeros se juntan para formar los polímeros insolubles de fibrina que constituyen la malla que sostiene el tapón plaquetario.

Factores plasmáticos de la coagulación:

Factor I

Fibrinógeno

Factor II

Protrombina

Factor III

Tromboplastina tisular

Factor Iv

Iones calcio (Ca2+)

Factor V

Proacelerina

Factor VII

Proconvertina

Factor VIII

Factor antihemofílico

Factor IX

Componente de la tromboplastina plasmática; factor de Christmas

Factor X

Factor de Stuart-Prower

Factor XI

Antecedente tromboplastínico

Factor XII

Factor de Hageman

Factor XIII

Factor estabilizador de la fibrina

* Ya no se alude al factor VI, se cree en la actualidad que es la misma sustancia que el factor V activado.

Disolución de los coágulos.

Cuando se repara la pared de los vasos sanguíneos lesionados, el factor XII activado promueve la conversión de una molécula inactiva presente en el plasma en la forma activa denominada calicreína. La calicreína, a su vez, cataliza la conversión del plasminógeno inactivo en la molécula activa plasmina. La plasmina es una enzima que digiere la fibrina en «productos de degradación», promoviendo así la disolución del coágulo.

Anticoagulantes.

En el tubo de ensayo se puede impedir la coagulación de la sangre añadiendo citrato sódico o ácido etilendiaminotetraacético (EDTA), ambos capaces de quelar (unir) calcio. Por este medio, disminuye la concentración de Ca2+ en la sangre que pueden participar en la cascada de la coagulación, y se inhibe la coagulación. También se puede añadir al tubo para impedir la coagulación una mucoproteína denominada heparina.

La heparina activa la antitrombina III, una proteína plasmática que se combina con la trombina y la inactiva. La heparina también se administra por vía intravenosa durante determinados procedimientos médicos para evitar la coagulación. Los fármacos cumarínicos, cuyo mecanismo de acción es diferente del de la heparina, también se utilizan como anticoagulantes. Estos fármacos (dicumarol y warfarina) impiden la coagulación inhibiendo la activación celular de la vitamina K, causando así un déficit de vitamina K a nivel celular.

La vitamina K es necesaria para la conversión del glutamato, un aminoácido que se encuentra en muchas de las proteínas de los factores de la coagulación, en un derivado denominado gamma-carboxiglutamato. Este derivado es más eficaz que el glutamato para unir el Ca2+ y esta unión es necesaria para que funcionen adecuadamente los factores II, VII, IX y X. Debido a esta acción indirecta de la vitamina K sobre la coagulación sanguínea, es necesario administrar los cumarínicos durante varios días a los pacientes antes de que sean eficaces como anticoagulantes.


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Fisiología de la sangre (2° parte)

Elementos formes de la sangre.-

Los elementos formes de la sangre comprenden dos tipos de células sanguíneas: los eritrocitos, o glóbulos rojos, y los leucocitos, o glóbulos blancos.

Eritrocitos: son con diferencia los más numerosos. Un milímetro cúbico de sangre contiene entre 5.1 y 5.8 millones de eritrocitos en los varones y de 4.3 a 5.2 millones en las mujeres. El mismo volumen de sangre, contiene tan sólo 5000 a 10.000 leucocitos.

Los eritrocitos son discos bicóncavos aplanados de unos 7 um de diámetro y 2.2 um de espesor. Su forma singular está relacionada con su función de transportar oxígeno; aporta una mayor superficie a través de la cual se puede producir la difusión del gas. Los eritrocitos carecen de núcleos y de mitocondrias (obtienen su energía a través de la respiración anaerobia).

En parte como consecuencia de estas deficiencias, los eritrocitos tienen un tiempo de permanencia en la circulación relativamente corto, de sólo unos 120 días. Los eritrocitos más viejos son retirados de la circulación por células fagocitarias presentes en el hígado, el bazo y la médula ósea.

Cada eritrocito contiene aproximadamente 280 millones de moléculas de hemoglobina, que confieren el color rojo a la sangre. Cada molécula de hemoglobina está formada por cuatro cadenas proteicas denominadas globinas, cada una de las cuales está unida a un hemo, una molécula pigmentada y roja que contiene hierro. El hierro del grupo hemo es capaz de combinarse con el oxígeno en los pulmones y de liberar oxígeno en los tejidos.

La anemia alude a cualquier situación en la cual existe una concentración anormalmente baja de hemoglobina, un recuento bajo de glóbulos rojos, o ambos. La forma más común es la anemia ferropénica, causada por una carencia de hierro, que es un componente esencial de la molécula de hemoglobina. En la anemia perniciosa existe una cantidad inadecuada de vitamina B12, necesaria para la producción de glóbulos rojos. Suele deberse a atrofia de la mucosa glandular del estómago, que normalmente segrega una proteína denominada factor intrínseco. En ausencia de factor intrínseco, la vitamina B12 obtenida en la alimentación no puede absorberse por las células intestinales. La anemia aplásica es una anemia debida a la destrucción de la médula ósea,que puede ser causada por productos químicos (incluyendo el benceno y el arsénico) o por irradiación.

Leucocitos: Difieren de los eritrocitos en varios aspectos. Los leucocitos contienen núcleos y mitocondrias y poseen movimiento ameboide. Debido a esta capacidad de movimiento ameboide, los leucocitos se pueden meter a través de los poros de las paredes de los capilares y desplazarse a un lugar de infección, mientras que los eritrocitos suelen permanecer confinados en el interior de los vasos sanguíneos. El movimiento de los leucocitos a través de las paredes de los capilares se denomina diapédesis o migración.

Los leucocitos son casi invisibles al microscopio si no están teñidos; por lo tanto, se clasifican en función de sus propiedades de teñido. Aquellos leucocitos que poseen gránulos en el citoplasma se denominan granulocitos; los que carecen de gránulos claramente visibles se denominan leucocitos agranulares (o no granulares). El colorante que se emplea para teñir los leucocitos suele ser una mezcla de un colorante entre rosa y rojo denominado eosina y uno entre azul y violeta denominado «colorante básico».

Los granulocitos cuyos gránulos se tiñen de rosa se denominan eosinófilos.



Aquellos cuyos gránulos se tiñen de azul se denominan basófilos.



Los que tienen gránulos con escasa afinidad por cualquiera de los dos colorantes son los neutrófilos. Los neutrófilos son el tipo más abundante de leucocitos, y suponen entre 50 y el 70% de los leucocitos sanguíneos. Los neutrófilos inmaduros poseen núcleos en forma de salchicha y se denominan cayados. Cuando los cayados maduran, sus núcleos se vuelven lobulados, con dos o cinco lóbulos conectados por filamentos finos. En esta fase, los neutrófilos se conocen también como leucocitos polimorfonucleares (PMN).

Existen dos tipos de leucocitos agranulares: linfocitos y monocitos. Los linfocitos suelen ser el segundo grupo más numeroso de leucocitos; se trata de células pequeñas con núcleos redondos y escaso citoplasma


Por el contrario, los monocitos, son los leucocitos de mayor tamaño y generalmente su núcleo tiene forma de riñón o de herradura.



Los recuentos de células sanguíneas son una importante fuente de información para valorar la salud de una persona. Un aumento anormal de los eritrocitos, por ejemplo, recibe el nombre de policitemia,que indica diversas disfunciones. Un recuento anormalmente bajo de glóbulos rojos se denomina anemia. A menudo, las infecciones van acompañadas de un recuento elevado de leucocitos, denominado leucocitosis. La presencia de un número elevado de leucocitos inmaduros en una muestra de sangre es diagnóstica de la enfermedad denominada leucemia. Un recuento bajo de glóbulos blancos, denominado leucopenia puede deberse a diversos factores: un número bajo de linfocitos, por ejemplo, puede ser consecuencia de una mala alimentación o de un tratamiento de radiación corporal total por un cáncer.

Plaquetas: Las plaquetas, o trombocitos, son los elementos formes más pequeños, y en realidad se trata de fragmentos de células de mayor tamaño denominadas megacariocitos, que se encuentran en la médula ósea. (Por eso se emplea la expresión elementos formes en lugar de células sanguíneas para describir los eritrocitos, los leucocitos y las plaquetas).

Los fragmentos que penetran en la circulación como plaquetas carecen de núcleo pero, al igual que los leucocitos, son capaces de realizar un movimiento ameboide.

El recuento plaquetario por milímetro cúbico de sangre oscila entre 130 000 y 400 000, pero puede variar mucho en diferentes condiciones fisiológicas. Las plaquetas sobreviven unos 5 a 9 días antes de destruirse en el bazo y el hígado. Las plaquetas desempeñan un importante papel en la coagulación sanguínea. Constituyen la mayor parte de la masa del coágulo, y los fosfolípidos presentes en sus membranas celulares activan los factores de la coagulación del plasma que forman filamentos de fibrina, que refuerzan el tapón plaquetario.

Las plaquetas que se unen entre sí en un coágulo sanguíneo liberan serotonina, una sustancia química que estimula la constricción de los vasos sanguíneos, reduciendo así el flujo de sangre a la zona lesionada. Las plaquetas segregan también factores de crecimiento (reguladores autocrinos), importantes para mantener la integridad de los vasos sanguíneos. Estos reguladores también pueden participar en la aparición de la aterosclerosis.

Hematopoyesis.-

Las células sanguíneas se forman constantemente a través de un proceso que se denomina hematopoyesis.

Las células progenitoras hematopoyéticas —que da lugar a las células sanguíneas— se originan en el saco vitelino del embrión humano y después emigran al hígado. Por lo tanto, en el hígado fetal se produce hematopoyesis. Las células progenitoras emigran después a la médula ósea, y poco después del nacimiento el hígado deja de ser una fuente de producción de células sanguíneas.


El término eritropoyesis designa la formación de los eritrocitos, y leucopoyesis es la formación de los leucocitos. Después del nacimiento estos procesos ocurren en dos clases de tejidos, mieloide y linfoide. El tejido mieloide es la médula roja de los huesos largos, las costillas, el esternón, la pelvis, los cuerpos vertebrales y partes del cráneo. El tejido linfoide comprende los ganglios linfáticos, las amígdalas, el bazo y el timo. La médula ósea produce todos los tipos de células sanguíneas; el tejido linfoide produce linfocitos derivados de células que se originaron en la médula ósea. La hematopoyesis comienza de la misma forma en el tejido mieloide y linfoide. Una población de células indiferenciadas (no especializadas) se diferencia (especializa) de forma gradual para convertirse en células progenitoras, que dan lugar a las células sanguíneas. En cada paso a lo largo del camino las células progenitoras se pueden duplicar por mitosis, asegurando así que nunca se agota la población progenitora. A medida que las células se diferencian, forman receptores de membrana para las señales químicas que causan el ulterior desarrollo siguiendo determinadas estirpes.

Las células más tempranas que pueden distinguir al microscopio son los eritroblastos (destinados a convertirse en eritrocitos), los mieloblastos (que se convertirán en granulocitos), los linfoblastos (que forman linfocitos), y los monoblastos (que forman monocitos).

La eritropoyesis es un proceso extremadamente activo. Se calcula que cada segundo se producen 2.5 millones de eritrocitos para reemplazar los que están siendo continuamente destruidos por el bazo y el hígado. El ciclo vital de un eritrocito es de unos 120 días.

Los leucocitos agranulares se mantienen funcionales en condiciones normales de 100 a 300 días. Los granulocitos, por el contrario, tienen una vida extremadamente corta, de entre 12 horas y 3 días. Las sustancias químicas denominadas citoquinas estimulan la producción de diferentes subtipos de leucocitos. Se trata de reguladores autocrinos segregados por diversas células del sistema inmunitario.

La producción de glóbulos rojos es estimulada por la hormona eritropoyetina, segregada por los riñones. Se ha clonado con fines comerciales el gen de la eritropoyetina, de forma que se dispone de esta hormona en la actualidad para tratar la anemia que aparece como consecuencia de la patología renal en pacientes sometidos a diálisis. Los científicos han identificado una citoquina específica que estimula la proliferación de los megacariocitos y su maduración a plaquetas. Por analogía con la eritropoyetina, esta sustancia se ha denominado trombopoyetina. También se ha clonado el gen que codifica la trombopoyetina, de forma que en la actualidad ya se dispone de trombopoyetina recombinante con fines de investigación y para aplicaciones médicas.

Regulación de la leucopoyesis.

Diversas citoquinas estimulan diferentes estadios del desarrollo de los leucocitos. Las citoquinas que se conocen como factor de crecimiento multipotencial-1, interleuquina-1, e interleuquina-3 tienen efectos generales, estimulando el desarrollo de diferentes tipos de leucocitos. El factor estimulador de colonias de granulocitos (G-CSF) actúa de una forma muy específica para estimular el desarrollo de los neutrófilos, mientras que el factor estimulador de colonias de granulocitos y monocitos (GM-CSF) estimula el desarrollo de monolitos y eosinófilos. Se han clonado los genes de las citoquinas G-CSF y GM-CSF, lo que ha permitido que puedan utilizarse para aplicaciones médicas. En todo el mundo se realizan alrededor de 10 000 trasplantes de médula ósea cada año. Este procedimiento implica en general aspirar la médula de la cresta ilíaca y separar las células progenitoras hematopoyéticas, que constituyen sólo en torno al uno por ciento de las células nucleadas presentes en la médula.

Las células progenitoras se han aislado también a partir de sangre periférica cuando se inyecta primero al donante G-CSF y GM-CSF, que estimulan a la médula para que libere más células progenitoras. Otra tecnología reciente implica el almacenamiento, en el «banco », de células progenitoras hematopoyéticas obtenidas a partir de la placenta o el cordón umbilical de un recién nacido. Estas células se pueden emplear más tarde en el transcurso de la vida si la persona las necesita para un trasplante.

Regulación de la eritropoyesis:

El regulador fundamental de la eritropoyesis es la eritropoyetina, segregada por los riñones siempre que disminuyen los niveles de oxígeno sanguíneo. Una de las causas posibles de disminución de los niveles de oxígeno sanguíneo es un descenso del recuento de glóbulos rojos.

Debido a la estimulación por la eritropoyetina, la producción diaria de nuevos glóbulos rojos compensa la destrucción diaria de los viejos, evitando que disminuya el contenido de oxígeno de la sangre.

Cuando una persona se encuentra a grandes altitudes o tiene una enfermedad pulmonar, situaciones ambas que disminuyen el contenido de oxígeno de la sangre, se produce un aumento de la secreción de eritropoyetina.

La eritropoyetina actúa uniéndose a receptores de la membrana de las células que se convertirán en eritroblastos. Las células estimuladas por la eritropoyetina experimentan división y diferenciación celular, lo que lleva a la producción de eritroblastos. Éstos se transforman en normoblastos, que pierden sus núcleos para convertirse en reticulocitos. Los reticulocitos se transforman después en eritrocitos plenamente maduros. Este proceso se prolonga durante tres días; el reticulocito normalmente permanece en la médula ósea durante los dos primeros días y después circula en la sangre el tercer día.

Al final de la vida del eritrocitos de 120 días, los eritrocitos viejos son eliminados por células fagocitarias del bazo, el hígado y la médula ósea. La mayor parte del hierro contenido en las moléculas de hemoglobina de los glóbulos rojos destruidos se recicla de nuevo hacia el tejido mieloide para ser utilizado en la producción de hemoglobina de los nuevos glóbulos rojos. La producción de glóbulos rojos y la síntesis de hemoglobina dependen del suministro de hierro, así como del de vitamina B12 y de ácido fólico. Debido al reciclaje de hierro, las necesidades diarias de hierro suelen ser bastante pequeñas. Los varones (y las mujeres después de la menopausia) tienen una necesidad de hierro en la alimentación de sólo 1 mg/día aproximadamente. Las mujeres con una pérdida sanguínea menstrual media necesitan 2 mg/día, y las embarazadas 4 mg/día. Debido a estas necesidades alimenticias relativamente bajas, la anemia ferropénica de los adultos no suele deberse a carencias alimenticias sino a la pérdida de sangre, que reduce la cantidad de hierro que puede reciclarse.

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Fisiología de la sangre (1° parte)

La sangre desempeña numerosas funciones, entre ellas el transporte de los gases respiratorios, las moléculas nutritivas, los desechos del metabolismo, y las hormonas. La sangre se transporta por el cuerpo por un sistema de vasos que salen del corazón y retornan a él.

Un organismo unicelular asegura su mantenimiento y continuidad realizando la extensa gama de funciones necesarias para la vida. Por el contrario, el cuerpo humano complejo está formado por células especializadas con división del trabajo. Las células especializadas de un organismo multicelular dependen entre sí para los aspectos más básicos de su existencia. Dado que la mayoría están firmemente implantadas en los tejidos, es necesario se les sean llevados el oxígeno y los nutrientes, y que sean eliminados los productos de desecho. hace falta un sistema muy eficaz para transportar las sustancias en el interior del cuerpo. La sangre realiza esta función de transporte.

Se calcula que en el cuerpo de un adulto existen 100 000 kilómetros de vasos que aseguran que el sustento alcance de forma continua cada una de los billones de células vivas.

Pero la sangre también puede transportar virus y bacterias patógenos, y sus toxinas. Para protegerse contra ello, el sistema circulatorio posee mecanismos protectores —los leucocitos y el sistema linfático.

Con el fin de realizar sus diversas funciones, el sistema circulatorio trabaja coordinadamente con los sistemas respiratorio, urinario, endocrino y tegumentario en el mantenimiento de la homeostasia.

Funciones del sistema circulatorio.

Las funciones del sistema circulatorio se pueden dividir en tres áreas amplias:

1.- Transporte

2.- Regulación

3.- Protección.

1. Transporte. Todas las sustancias esenciales para el metabolismo celular son transportadas por el sistema circulatorio. Estas sustancias se pueden dividir de la siguiente manera:

1.a. Respiratorias. Los glóbulos rojos, (eritrocitos), transportan oxígeno a las células. En los pulmones el oxígeno del aire inspirado se une a las moléculas de hemoglobina del interior de los eritrocitos y es transportado a las células. El dióxido de carbono producido por la respiración celular es transportado por la sangre a los pulmones y eliminado con el aire espirado.

1.b. Nutritivas. El aparato digestivo es responsable de la degradación mecánica y química del alimento de forma que pueda absorberse a través de la pared intestinal al interior de los vasos sanguíneos del sistema circulatorio. La sangre transporta después, a través del hígado y a las células del cuerpo, estos productos de la digestión absorbidos.

1.c. Excretorias. Los desechos metabólicos (como la urea), el exceso de agua y de iones, y otras moléculas que el organismo no necesita son transportadas por la sangre a los riñones y eliminadas con la orina.

2. Regulación. El sistema circulatorio contribuye tanto a la regulación hormonal como a la de la temperatura.

2.a. Hormonal. La sangre transporta hormonas desde su lugar de origen a los tejidos diana distantes, donde desempeñan diversas funciones reguladoras.

2.b. Temperatura. El desplazamiento de la sangre de los vasos cutáneos más profundos a los más superficiales o viceversa contribuye a la termorregulación. Cuando la temperatura ambiente es elevada, la desviación de la sangre desde los vasos profundos a los superficiales ayuda a enfríar el cuerpo. Cuando la temperatura ambiente es baja, la desviación de la sangre desde los vasos más superficiales a los más profundos ayuda a mantener el calor corporal.

3. Protección. El sistema circulatorio protege contra la pérdida sanguínea por heridas, así como contra microbios o toxinas extraños que se introducen en el organismo.

3.a. Coagulación. El mecanismo de la coagulación protege contra la pérdida sanguínea cuando se lesionan los vasos sanguíneos.

3.b. Inmunidad. La función inmunitaria de la sangre la realizan los leucocitos (glóbulos blancos sanguíneos) que protegen contra muchos agentes productores de enfermedades (patógenos).

Composición de la sangre.

La sangre consta de elementos formes suspendidos y transportados por un líquido denominado plasma. Los elementos formes —eritrocitos, leucocitos y plaquetas—actúan, respectivamente, en el transporte de oxígeno, la defensa inmunitaria y la coagulación sanguínea. El plasma contiene diferentes tipos de proteínas y muchas moléculas hidrosolubles. El volumen sanguíneo total de un adulto de tamaño medio es aproximadamente de 5 litros, y constituye en torno al 8% el peso corporal total.

La sangre que abandona el corazón se denomina sangre arterial. La sangre arterial, con excepción de la que se dirige a los pulmones, tiene un color rojo brillante debido a la concentración elevada de oxihemoglobina (combinación de O2 y Hb) existente en los glóbulos rojos.

La sangre venosa es la sangre que regresa al corazón. A excepción de la sangre venosa de los pulmones, contiene menos oxígeno, y por lo tanto tiene un color rojo más oscuro que la sangre arterial rica en oxígeno.

La sangre está formada por una fracción celular, denominada elementos formes y una fracción líquida, denominada plasma.

Cuando se centrifuga una muestra de sangre, los elementos formes más pesados se acumulan en el fondo del tubo, dejando el plasma en la parte superior. Los elementos formes constituyen aprox. el 45% del total del volumen sanguíneo (medida denominada hematócrito), y el plasma el 55% restante


Plasma.-

El plasma es un líquido de color pajizo que consta de agua y de solutos disueltos. El soluto principal del plasma en términos de concentración es el Na+. Además de Na+ el plasma contiene muchos otros iones, así como moléculas orgánicas como metabolitos, hormonas, enzimas, anticuerpos y otras proteínas.

Proteínas plasmáticas

Constituyen entre el 7 y el 9% del plasma. Los diferentes tipos de proteínas son: albúminas, globulinas y fibrinógeno.

Albúminas suponen la mayor parte de las proteínas plasmáticas (60 al 80%).

Producidas por el hígado y proporcionan la presión osmótica necesaria para atraer agua del líquido tisular circundante hacia el interior de los capilares.

Globulinas se agrupan en tres tipos: alfaglobulinas, betaglobulinas y gammaglobulinas. Las alfa y beta globulinas son producidas por el hígado y actúan en el transporte de lípidos y de las vitaminas liposolubles. Las gammaglobulinas son anticuerpos producidos por los linfocitos e intervienen en la inmunidad.

Fibrinógeno, supone tan sólo el 4% del total de las proteínas plasmáticas: importante factor de coagulación producido por el hígado. Durante el proceso de formación del coágulo el fibrinógeno se convierte en filamentos insolubles de fibrina. Por lo tanto, el líquido en la sangre coagulada, denominado suero, no contiene fibrinógeno, pero por lo demás es idéntico al plasma.

Volumen plasmático.

Diversos mecanismos reguladores del cuerpo mantienen la homeostasis del volumen plasmático. Si el cuerpo pierde agua, el resto del plasma se concentra en exceso —su osmolalidad aumenta. Esto es detectado por osmorreceptores del hipotálamo, y da lugar a una sensación de sed y a la liberación de hormona antidiurética (ADH) por la neurohipófisis. Esta hormona promueve la retención de agua por los riñones, lo cual, unido al aumento de la ingestión de líquidos, ayuda a compensar la deshidratación y la disminución del volumen sanguíneo. Este mecanismo regulador, unido a otros que influyen sobre el volumen plasmático, son muy importantes para mantener la presión arterial.

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