ERITRÒCITS (GLÒBULS VERMELLS): CARACTERÍSTIQUES, FUNCIONS - ANATOMIA I FISIOLOGIA - 2025

Els eritròcits, també anomenats glòbuls vermells o hematies, són cèl·lules sanguínies molt flexibles i abundants, amb forma de disc bicòncau. Són els encarregats de transportar oxigen a tots els teixits de el cos gràcies a la presència d'hemoglobina a l'interior cel·lular, a més de contribuir en el transport de diòxid de carboni i en la capacitat amortidora de la sang.

En els mamífers, l'interior de l'eritròcit consisteix bàsicament en hemoglobina, ja que ha perdut tots els compartiments subcel·lulars, incloent el nucli. La generació d'ATP està restringida a el metabolisme anaeròbic.

Els eritròcits corresponen a gairebé el 99% dels elements formes presents en la sang, mentre que l'1% restant està constituït pels leucòcits i per les plaquetes o trombòcits. En un mil·lilitre de sang hi ha aproximadament 5,4 milions de glòbuls vermells.

Aquestes cèl·lules es produeixen en la medul·la òssia i poden viure una mitjana de 120 dies, en els quals pot recórrer més de 11.000 quilòmetres pels vasos sanguinis.

Els glòbuls vermells van ser un dels primers elements observats a la llum de l'microscopi a l'any 1723. No obstant això, no va ser fins 1865 que l'investigador Hoppe Seyler va descobrir la capacitat de transport d'oxigen d'aquesta cèl·lula.

Característiques generals

Són cèl·lules discoïdals amb un diàmetre aproximat de 7,5 a 8,7 um i d'1,7 a 2,2 um de gruix. Són més fins al centre de la cèl·lula que en les vores, donant una aparença de salvavides. Contenen al seu interior més de 250 milions de molècules d'hemoglobina.

Els eritròcits són cèl·lules amb una flexibilitat notable, ja que han de desplaçar-se durant la circulació per vasos molt prims, d'uns 2 a 3 um en diàmetre. A el passar per aquests canals, la cèl·lula es deforma i a la fi de passatge torna a la seva forma original.

By Jerome Walker, from Wikimedia Commons

citosol

El citosol d'aquesta estructura conté les molècules d'hemoglobina, responsable de l'transport de gasos durant la circulació sanguínia. El volum de l'citosol cel·lular ronda els 94 um ³.

Quan maduren, els eritròcits de mamífer no tenen un nucli cel·lular, mitocondris, i altres orgànuls citoplasmàtics, de manera que és incapaç de realitzar la síntesi de lípids, proteïnes o de realitzar fosforilació oxidativa.

En altres paraules, els eritròcits consisteixen bàsicament en una membrana que tanca a les molècules d'hemoglobina.

Es proposa que els eritròcits busquen desfer-se de qualsevol compartiment subcel·lular per tal d'assegurar el màxim espai possible per al transport de l'hemoglobina - de la mateixa manera que buscaríem treure tots els elements del nostre acte si busquéssim transportar un nombre elevat de coses.

membrana cel·lular

La membrana cel·lular de l'eritròcit comprèn una bicapa lipídica i una xarxa de espectrina, que juntament amb el citoesquelet, li proporciona elasticitat i distensibilitat a aquesta estructura. Més de el 50% de la composició són proteïnes, una mica menys de lípids i la porció restant correspon a hidrats de carboni.

La membrana dels eritròcits és la membrana biològica que ha rebut més atenció i de la qual es té més coneixement, probablement per la facilitat d'aïllament i senzillesa relativa.

La membrana conté una sèrie de proteïnes integrals i perifèriques connectades a la bicapa lipídica ia la espectrina. Les connexions que involucren la unió proteica es coneixen com interaccions verticals i les que involucren un arranjament bidimensional d'espectrina per mitjà de molècules d'actina són les interaccions horitzontals.

Quan alguna d'aquestes interaccions verticals o horitzontals pateix una falla, resulta en possibles canvis en la densitat de espectrina, causant al seu torn canvis en la morfologia de l'eritròcit.

L'envelliment dels glòbuls vermells es veu reflectit en l'estabilitat de la membrana, reduint la seva capacitat per acomodar-se en el sistema circulatori. Quan això passa, el sistema monòcit-macròfag reconeix a l'element poc funcional, eliminant de la circulació i reciclant el seu contingut.

Proteïnes de la membrana cel·lular

Les proteïnes trobades en la membrana cel·lular dels eritròcits poden ser separades fàcilment en un gel d'electroforesi. En aquest sistema ressalten les següents bandes: espectrina, anquirina, banda 3, proteïnes 4.1 i 4.2, el canal iònic, glucoforinas i l'enzim gliceraldehid-3-fosfat-deshidrogenasa.

Aquestes proteïnes poden agrupar-se en quatre grups d'acord amb la seva funció: transportadors de membrana, molècules d'adhesió i receptors, enzims i proteïnes que lliguen a la membrana amb els components de l'citoesquelet.

Les proteïnes transportadores travessen la membrana diverses vegades i la més important d'aquest grup és la banda 3, un intercanviador aniònic de clorur i bicarbonat.

Com el eritròcit està desproveït de mitocòndries, la majoria dels enzims s'ancoren a la membrana plasmàtica, entre elles els enzims de la glicòlisi fructosa-bifosfat aldolasa A, α-enolasa, ALDOC, gliceraldehid-3-fosfat deshidrogenasa, fosglicerato kinasa i piruvat kinasa.

Pel que fa a les proteïnes estructurals, les més abundants són la banda 3, les espectrinas, anquirina, actina i proteïna banda 4.1, mentre que proteïna banda 4.2, dematina, adduccinas, tropomodulina i tropomiosina es consideren components minoritaris de la membrana.

espectrina

La espectrina és una proteïna filamentosa formada per una cadena alfa i una beta, les estructures són hèlixs alfa.

Les fibres de espectrina recorden als ressorts d'un matalàs, i les porcions de tela que envolten a l'matalàs representarien en aquest exemple hipotètic a la membrana plasmàtica.

hemoglobina

L'hemoglobina és una proteïna complexa amb estructura quaternària sintetitzada en els eritròcits i és l'element fonamental d'aquestes cèl·lules. Està formada per dos parells de cadenes, dues alfa i dos no alfa (poden ser beta, gamma o delta) unides entre si per enllaços covalents. Cada unitat presenta un grup hemo.

Conté el grup hemo en la seva estructura i és la responsable de la color vermell característica de la sang. Quant a la seva mida presenta un pes molecular de 64.000 g / mol.

En els individus adults, l'hemoglobina està formada per dues cadenes alfa i dues beta, mentre que una petita porció substitueix les beta per les delta. En contrast, l'hemoglobina fetal està constituïda de dues cadenes alfa i dues gamma.

By OpenStax College, via Wikimedia Commons

funcions

Transport d'oxigen

L'oxigen que es troba diluït en el plasma sanguini no és suficient per complir amb les exigents demandes de la cèl·lula, per això ha d'existir en ens encarregat de transportar-lo. L'hemoglobina és una molècula de naturalesa proteica i és el transportador d'oxigen per excel·lència.

La funció més important dels eritròcits és albergar a l'hemoglobina en el seu interior per assegurar el subministrament d'oxigen a tots els teixits i òrgans de el cos, gràcies a el transport i a l'intercanvi d'oxigen i diòxid de carboni. El procés esmentat no requereix de despesa energètica.

anormalitats

anèmia falciforme

L'anèmia falciforme o anèmia drepanocítica consisteix en una sèrie de patologia que afecten l'hemoglobina, causant un canvi de forma en els glòbuls vermells. Les cèl·lules disminueixen el seu temps de vida mig, des de 120 dies fins a 20 o 10.

La patologia passa per un canvi únic d'un residu d'aminoàcid, glutamat per valina, a la cadena beta d'aquesta proteïna. La condició pot expressar-se en el seu estat homozigot o heterozigot.

Els glòbuls vermells afectats prenen forma de falç o de coma. A la imatge es comparen els glòbuls normals amb els patològics. A més, perden la seva flexibilitat característiques, pel que poden trencar-se a l'intentar travessar els vasos sanguinis.

Aquesta condició incrementa la viscositat intracel·lular, afectant el pas dels glòbuls vermells afectats pels vasos sanguinis més petits. Aquest fenomen porta com a conseqüència una disminució en la velocitat de el flux de sang.

By OpenStax College, via Wikimedia Commons

esferocitosi hereditària

La esferocitosi heridataria és una alteració congènita que involucra la membrana dels glòbuls vermells. Els pacients que la pateixen es caracteritzen per posseir un diàmetre menor en els eritròcits i una concentració d'hemoglobina major de la normal. De totes les malalties que afecten la membrana dels eritròcits, aquesta és la més comuna.

És causat per un defecte en les proteïnes que connecten de manera vertical les proteïnes de l'citoesquelet a la membrana. Les mutacions relacionades amb aquest desordre es troben en els gens que codifiquen per a la espectrina alfa i beta, anquirina, banda 3 i proteïnes 4.2.

Els individus afectats amb freqüència pertanyen a poblacions caucàsiques o japoneses. La severitat d'aquesta condició depèn de el grau de la pèrdua de connexió a la xarxa d'espectrina.

Eliptocitosis hereditària

La eliptocitosis hereditària és una patologia que involucra diferents canvis en la forma d'l'eritròcit, incloent cèl·lules el·líptiques, ovalades o elongades. Això comporta a la reducció de l'elasticitat i durabilitat dels glòbuls vermells.

La incidència de la malaltia és de l'0,03% a l'0,05% als Estats Units i s'ha vist incrementada en els països africans, ja que atorga certa protecció contra els paràsits causants de la malària, Plasmodium falciparum i Plasmodium vivax. Aquesta mateixa resistència s'observa en els individus que pateixen l'anèmia falciforme.

Les mutacions que produeixen aquesta malaltia involucren els gens que codifiquen per a la espectrina alfa i beta ia la proteïna 4.2. Així, les mutacions en la espectrina alfa afecten la formació de heterodímer alfa i beta.

valors normals

L'hematòcrit és la mesura quantitativa que expressa el volum d'eritròcits en relació a l'volum de sang total. El valor normal d'aquest paràmetre varia d'acord a el sexe: en homes adults és de l'40,7% a l'50,3%, mentre que en les dones el rang normal va des 36,1% fins a 44,3%.

En termes de nombre de cèl·lules, en homes el rang normal és de 4,7 a 6,1 milions d'cèl·lules per uL, i en dones entre 4,2 i 5,4 milions de cèl·lules per uL.

Quant als valors normals d'hemoglobina, en homes està entre 13,8-17,2 g / dL i en dones des 12,1-15,1 g / dL.

De la mateixa manera, els valors normals varien d'acord a l'edat de l'individu, els nounats presenten valors d'hemoglobina de 19 g / dL i disminueix gradualment fins a arribar als 12.5 g / dL. Quan el nen és petit i encara està en període de lactància el nivell esperat és des de 11 fins a 14 g / dL.

En homes adolescents, la pubertat porta a un augment dese 14 g / dl fins a 18 g / dL. En el cas de les nenes en desenvolupament, la menstruació pot generar una disminució de l'ferro.

Nivells baixos d'eritròcits

Quan el compte d'eritròcits és menor que els valors normals esmentats anteriorment, pot ser degut a una sèrie de condicions heterogènies. La caiguda dels glòbuls vermells s'associa amb fatiga, taquicàrdia i dispnea. Els símptomes també inclouen pal·lidesa, mals de cap i al pit.

Les patologies mèdiques associades a la disminució són les malalties de cor i de el sistema circulatori en general. També les patologies com el càncer es tradueixen en valors baixos d'eritròcits. La mielosupressió i la pancitopènia disminueixen la producció de les cèl·lules sanguínies

Igualment, les anèmies i les talassèmies generen disminució d'aquestes cèl·lules sanguínies. Les anèmies poden ser causades per factors genètics (com l'anèmia drepanocítica) o bé per deficiència de vitamina B12, de folat o de ferro. Algunes dones embarassades poden experimentar símptomes d'anèmia.

Finalment, els sagnats excessius, ja sigui per una ferida, hemorroides, sagnat menstrual abundant o úlceres estomacals generen pèrdua d'eritròcits.

Nivells alts d'eritròcits

Les causes que generen nivells alts d'eritròcits, són igualment diverses que les associades amb nivells baixos. La condició d'exhibir un nombre alt d'hematies en sang s'anomena policitèmia.

La més inofensiva ocorre en individus que habiten en regions altes, on la concentració d'oxigen és significativament menor. També la deshidratació, en general, produeix la concentració de glòbuls vermells.

Les malalties relaciones amb els ronyons, el sistema respiratori i patologies cardiovasculars poden ser els causants de l'augment.

Alguns agents externs i hàbits perjudicials, com el tabaquisme poden augmentar el compte d'eritròcits. L'ús prolongat de la cigarreta disminueix els nivells d'oxigen en sang, augmentant la demanda i obligant a el cos a generar més eritròcits.

El consum d'esteroides anabòlics pot estimular a la medul·la òssia la producció de glòbuls vermells, a l'igual que el dopatge amb eritropoetina que és usat per optimitzar l'acompliment físic.

En alguns casos d'anèmia, quan el pacient està deshidratat, l'efecte de disminució de l'plasma contraresta la disminució dels eritròcits, el que produeix un valor enganyosament normal. La patologia surt a la llum quan el pacient és hidratat i es pot evidenciar els valors anormalment baixos d'eritròcits.

referències

1. Campbell, NA (2001). Biologia: Conceptes i relacions. Pearson Educació.
2. Deu-Silva, M., Dao, M., Han, J., Lim, C.-T., & Suresh, S. (2010). Shape and Biomechanical Characteristics of Human Xarxa Blood Cells in Health and Disease. MRS Bulletin / Materials Research Society, 35 (5), 382-388.
3. Dvorkin, M., Cardinali, D., & Iermoli, R. (2010). Bases Fisiològiques de la Pràctica Mèdica Best & Taylor. Ed. Mèdica Panamericana.
4. Kelley, WN (1993). Medicina interna. Ed. Mèdica Panamericana.
5. Rodak, BF (2005). Hematologia: fonaments i aplicacions clíniques. Ed. Mèdica Panamericana.
6. Ross, MH, & Pawlina, W. (2012). Histologia: text i atles color amb biologia cel·lular i molecular. Editorial Mèdica Panamericana.
7. Welsch, U., & Sobotta, J. (2008). Histologia. Ed. Mèdica Panamericana.