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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