Glóbulo rojo

Definición

El glóbulo rojo o eritrocito es una célula inusual, única y altamente diferenciada sin orgánulos ni capacidad para dividirse. El eritrocito es fundamental para la fisiología corporal, ya que es responsable del transporte de oxígeno a través del torrente sanguíneo. Producidos en la médula ósea a partir de células madre hematopoyéticas, los glóbulos rojos viven aproximadamente 120 días. Pueden comunicarse e interactuar con células endoteliales, plaquetas sanguíneas, macrófagos y bacterias a través de proteínas de membrana.

glóbulos rojos o eritrocitos

Estructura de glóbulos rojos

La estructura de los glóbulos rojos es muy simple en comparación con otros tipos de células, ya que no tienen orgánulos. El tipo de célula sanguínea más común, estas células bicóncavas no tienen orgánulos.

Un glóbulo rojo maduro es una célula anucleada, no tiene núcleo. Esto significa que no contiene ADN. El tamaño de los glóbulos rojos es de alrededor de ocho mil nanómetros (ocho micrómetros) de diámetro. Tiene una forma bicóncava única; la célula puede moverse fácilmente a través de los capilares más pequeños, pero la forma bicóncava produce una gran superficie.

glóbulos rojos eritrocitos tamaño forma bicóncava
El eritrocito es una célula anucleada.

Una membrana de bicapa lipídica cubre el citoplasma de la célula. Este citoplasma no contiene orgánulos, pero sí altos niveles de hemoglobina, una proteína formada por cuatro cadenas polipeptídicas (globinas) y cuatro moléculas de hemo basadas en carbono que rodean cada una de ellas un ion de hierro. Hay dos tipos principales de hemoglobina: HbA (hemoglobina adulta) y HbF (hemoglobina fetal).

La membrana de los glóbulos rojos contiene proteínas integrales y periféricas. Las proteínas integrales distinguen a los individuos en forma de grupos sanguíneos A, B, O y AB. También apoyan la estructura interna y se unen a la hemoglobina. Las proteínas de la membrana periférica se encuentran en el lado interno de la membrana y ayudan a que los glóbulos rojos sean extremadamente elásticos.

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La sangre tipo O negativa es el donante universal.

Desarrollo de glóbulos rojos

El desarrollo de eritrocitos, llamado eritropoyesis, comienza en la médula ósea roja. El proceso produce alrededor de dos millones de glóbulos rojos (RBC) por segundo y el tiempo requerido desde la célula madre mieloide multipotencial hasta el glóbulo rojo es de aproximadamente dos días. Si bien la producción de glóbulos rojos ocurre con mayor frecuencia en la médula ósea roja, algunos trastornos conducen a eritropoyesis extramedular en el hígado, el timo y / o el bazo, las áreas donde se producen los glóbulos rojos fetales.

Las células madre hematopoyéticas multipotenciales (hemocitoblastos) en la médula ósea roja se diferencian en una célula progenitora mieloide común que puede convertirse en un trombocito (plaquetas sanguíneas) o en un eritrocito. Se estimula al progenitor mieloide a producir proeritroblastos, la primera forma de un verdadero glóbulo rojo, mediante mensajeros químicos. Si bien una célula progenitora mieloide es una célula madre oligopotente que puede convertirse en dos tipos de células relacionadas, el proeritroblasto solo puede convertirse en un glóbulo rojo. Es, por tanto, una célula madre unipotente. Este tipo de células inmaduras tiene un núcleo, citoplasma y ribosomas grandes. Puede dividirse por mitosis.

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Desarrollo de células sanguíneas o hematopoyesis.

Cuando los riñones detectan niveles bajos de oxígeno, secretan la hormona citoquina eritropoyetina. Esto hace que las células progenitoras mieloides comunes en la médula ósea se diferencien en proeritroblastos.

La eritropoyesis está estrictamente regulada por la eritropoyetina y el factor de células madre (SCF). Producen un recuento normal de glóbulos rojos de 4,2 a 6,1 millones de células por microlitro de sangre. Cuando los riñones detectan niveles bajos de oxígeno, se produce una eritropoyesis por estrés. En combinación con SCF, aumentan las tasas de supervivencia, diferenciación y proliferación (crecimiento) de los glóbulos rojos. Estudios recientes han demostrado que un fragmento de ácido ribonucleico, miR-451, también desempeña un papel importante en la maduración de los glóbulos rojos en ratones. Se cree que el micro-ARN también permite que el proceso de maduración continúe en los humanos.

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Los riñones ayudan a regular la producción de glóbulos rojos.

Los glóbulos rojos que se forman en la médula ósea son inmaduros. Los proeritrocitos descritos anteriormente se diferencian aquí en eritroblastos basófilos. Esta página muestra imágenes de las diferentes etapas del desarrollo de los glóbulos rojos y, como verá, el núcleo es muy visible en el eritroblasto basófilo, aunque la célula se ha encogido. El nucleolo se pierde durante este cambio y el citoplasma todavía está lleno de ribosomas.

El eritroblasto basófilo luego se diferencia en un eritroblasto policromatofílico, una célula aún más pequeña. Se produce un cambio de color cuando los ribosomas del citoplasma comienzan a producir más hemoglobina. El núcleo se encoge un poco más. La proporción de núcleo a citoplasma es del 60 al 80%.

Al permanecer en la médula ósea roja, el siguiente paso de la maduración de los glóbulos rojos es la diferenciación de eritroblasto policromatofílico a ortocromatofílico. La célula y su núcleo se encogen de nuevo; el núcleo comienza a degradarse.

La etapa final de maduración en la médula ósea es el paso del eritroblasto ortocromatofílico al reticulocito. Un reticulocito tiene aproximadamente la mitad del tamaño del proeritroblasto y no tiene núcleo. Apenas existen más ribosomas ya que la célula ahora contiene suficiente proteína de hemoglobina para funcionar (ver el siguiente encabezado). El tamaño más pequeño permite que el reticulocito salga de la médula ósea y entre al torrente sanguíneo.

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Los reticulocitos son eritrocitos inmaduros.

Un glóbulo rojo madura en la sangre. Un glóbulo rojo maduro tiene aproximadamente dos micras de diámetro más pequeño que el reticulocito precedente. No tiene orgánulos y se compone simplemente de una membrana lipídica con proteínas de superficie, citoplasma y proteína (hemoglobina).

Función de los glóbulos rojos

La función de los glóbulos rojos es transportar oxígeno y (en cantidades mucho más pequeñas) dióxido de carbono entre los tejidos del cuerpo y los pulmones. El oxígeno y el dióxido de carbono pueden unirse a los iones de hierro que se encuentran dentro de la hemoglobina.

Como cada molécula de hemoglobina contiene cuatro iones de hierro, en teoría, cada glóbulo rojo transporta cuatro moléculas de oxígeno o cuatro de dióxido de carbono. La oxihemoglobina es la hemoglobina unida al oxígeno. La carbaminohemoglobina es la hemoglobina unida al dióxido de carbono.

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Disociación hemoglobina-oxígeno.

Transporte de oxígeno

La unión inicial de una molécula de oxígeno (O 2 ) a la hemoglobina es relativamente difícil ya que la forma de la hemoglobina complica la primera conexión. Solo después de que la primera molécula de oxígeno se haya unido al primer ión de hierro y cambie la forma de la hemoglobina, la unión de oxígeno adicional se vuelve más fácil. Sin embargo, después de la adición de una tercera molécula de oxígeno, la forma ya no es tan eficiente; un cuarto oxígeno no se unirá tan fácilmente. Cuantas más moléculas de oxígeno se unan a una proteína de hemoglobina, más rojo se vuelve.

La cantidad de oxígeno que transportan los glóbulos rojos depende de muchas variables. Naturalmente, la presencia de oxígeno en la sangre y la función pulmonar son las más importantes. La acidez de la sangre (pH), la temperatura corporal, los niveles de dióxido de carbono libre (que hacen que la sangre sea más ácida) y ciertos trastornos genéticos pueden afectar la capacidad de los glóbulos rojos para transportar suficiente oxígeno a los tejidos. El daño de los vasos sanguíneos no afecta la afinidad de la hemoglobina por el oxígeno, pero puede evitar que los eritrocitos lleguen a ciertas áreas.

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La estructura de la hemoglobina. Tenga en cuenta los átomos de hierro centrales.

Un eritrocito puede contener hasta 300 millones de moléculas de hemoglobina. Esto significa que cada célula madura y sana puede transportar más de mil millones de moléculas de oxígeno.

Transporte de dióxido de carbono

Mientras que el 98% de nuestro oxígeno se transporta a través de la sangre, menos del 10% del dióxido de carbono (CO 2 ) se une a la hemoglobina. El resto se convierte (dentro del glóbulo rojo) en ácido carbónico. Esto ocurre porque el citoplasma de los glóbulos rojos contiene una enzima convertidora llamada anhidrasa carbónica. El ácido carbónico es muy inestable y forma iones de hidrógeno con carga positiva e iones de bicarbonato con carga negativa. Estos iones forman la base del sistema tampón de bicarbonato que controla la acidez corporal (pH).

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El dióxido de carbono no se encuentra en grandes cantidades en los glóbulos rojos.

Transporte de monóxido de carbono

La intoxicación por monóxido de carbono generalmente ocurre en áreas cerradas con sistemas de calefacción de gas abiertos. El monóxido de carbono (CO) no suele estar presente en el organismo en cantidades significativas. Sin embargo, si está disponible, es más probable que se una a la hemoglobina que al oxígeno. El monóxido de carbono, por tanto, bloquea el transporte de oxígeno; una persona se asfixiará lentamente si permanece en un área tóxica. El tratamiento consiste en la administración rápida de oxígeno al 100%.

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Envenenamiento por monóxido de carbono: el asesino silencioso.

La prueba de glóbulos rojos

El recuento de glóbulos rojos es parte del CBC (hemograma completo) que le da a cualquier médico una indicación inmediata del nivel general de salud de una persona.

El sexo y la edad determinan lo que se considera un recuento alto de glóbulos rojos, un recuento de glóbulos rojos normal o un recuento de glóbulos rojos bajo:

  • Hombres: normal: 4,7 a 6,1 millones de glóbulos rojos por microlitro (células / mcL)
  • Mujeres: normal: 4,2 a 5,4 millones de células / mcL
  • Niños: normal – 4.0 a 5.5 millones de células / mcL

Las causas del bajo recuento de glóbulos rojos incluyen pérdida de sangre, anemia, ciertas deficiencias de vitaminas que reducen las tasas de proliferación de glóbulos rojos, enfermedad renal (niveles bajos de eritropoyetina) y trastornos genéticos que afectan la síntesis de proteínas o la maduración de los glóbulos rojos y la regulación de la vida útil.

Las causas del recuento alto de glóbulos rojos incluyen niveles crónicos bajos de oxígeno (fumar, vivir en áreas de gran altitud, enfermedades cardíacas, afecciones pulmonares), deshidratación (esto afecta la proporción de glóbulos sanguíneos a plasma sanguíneo) y trastornos genéticos o hereditarios como eritrocitosis y policitemia.

Las grandes altitudes significan recuentos de glóbulos rojos más altos.

Otras pruebas de glóbulos rojos incluyen:

  • Hematocrito: mide el volumen de glóbulos rojos en la sangre total (células y plasma) como porcentaje de volumen.
  • HbA1C: no solo O 2, CO 2 y CO se unen a la hemoglobina. La glucosa también puede hacer esto. La prueba de hemoglobina glucosilada analiza cuánta glucosa se une a la hemoglobina. La glucosa no se adhiere a los iones de hierro y, por lo tanto, no afecta el transporte de oxígeno.
  • Tipificación ABO: prueba la compatibilidad de las proteínas integrales de los glóbulos rojos para garantizar que las transfusiones de sangre tipificada sean seguras.
  • Velocidad de sedimentación globular (VSG): mide la rapidez con la que los glóbulos rojos se mueven a través del plasma. Esto puede ayudar a diagnosticar enfermedades inflamatorias.
  • Glóbulos rojos en la orina: la hematuria, o sangre en la orina, puede ser macroscópica (visible) o microscópica (solo visible al microscopio). Esto puede indicar una infección del tracto urinario, cálculos renales, enfermedad renal poliquística, cánceres del tracto urinario o traumatismos. Algunos medicamentos anticoagulantes también causan glóbulos rojos en la orina.
prueba de hematuria de muestra de orina
La sangre puede o no ser visible en una muestra de orina.