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• Silvia Ortega Niño

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San re

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emo o eszs •••

La sangre es un líquido ligeramente alcalino (pR, 7.4), viscoso, de color rojo brillante a oscuro, que constituye alrededor del 7% del peso corporal. El volumen total de sangre de un adulto promedio se aproxima a 5 L Y circula en la totalidad del cuerpo dentro de los confines del sistema circulatorio. La sangre es un tejido conectivo especializado glóbulos rojos (GR; compuesto de elementos formes eritrocitos), glóbulos blancos (GB; leucocitos) y plaquetas suspendidos en un componente líquido (la matriz extracelular), que se conoce como plasma (figs. 10-1 y 10-2). Debido a que la sangre circula en la totalidad del cuerpo, es un vehículo ideal para el transporte de materiales. Las principales funciones de la sangre incluyen llevar nutrientes del sistema gastrointestinal a todas las células del cuerpo y desplazar subsecuentemente los productos de desecho de estas células a órganos específicos para su eliminación. El torrente sanguíneo también transporta hasta sus destinos finales muchos otros metabolitos, productos celulares (p. ej., hormonas y otras moléculas de señalamiento) y electrólitos. La hemoglobina transporta el oxígeno (° 2 ) dentro de los eritrocitos desde los pulmones para distribuirla a las células del organismo; también la hemoglobina y el componente líquido del plasma mueven el dióxido de carbono (C0 2), como ion bicarbonato, RC0 3y en su forma libre, para eliminarlo por los pulmones. Asimismo, la sangre contribuye a regular la temperatura corporal y mantener el equilibrio acidobásico osmótico de los líquidos del cuerpo. Por último, la sangre actúa como una vía para la migración de glóbulos blancos entre los diversos compartimientos de tejido conectivo del cuerpo. El estado líquido de la sangre requiere la presencia de un mecanismo protector, coagulación, para suspender su flujo en caso de daño del árbol vascular. El proceso de la coagulación es mediado por plaquetas y factores de origen sanguíneo que transforman la sangre de un estado de sol otro de gel. Cuando se extrae sangre del cuerpo y se coloca en un tubo de ensayo, se coagula a menos que el tubo se recubra con un anticoagulante como heparina. Cuando se centrifuga, se asientan los elementos formes en el fondo del tubo como un precipitado rojo (44%), cubierto por una capa transparente delgada, la capa leucocítica (1 %) Y el

plasma líquido permanece en la parte superior como el sobrenadante (55%). El precipitado rojo está compuesto de glóbulos rojos; la capa leucocítica incluye leucocitos y plaquetas y los elementos formes combinados sedenominan en conjunto hematócrito. El periodo de vida finito de las células sanguíneas obliga a que se renueven de manera constante para conservar una población circulante fija. Este proceso de formación de células sanguíneas a partir de sus precursores establecidos se conoce como hemopoyesis (o también hematopoyesis). SANGRE La sangre se integra con un componente líquido (plasma) y elementos formes, constituidos por diversos tipos de células sanguíneas y también por plaquetas.

El examen de células sanguíneas circulantes con microscopio de luz se lleva a cabo mediante la distribución uniforme de una gota de sangre en un portaobjetos de vidrio (frotis), secando la preparación con aire y utilizando mezclas de colorantes específicos para demostrar las características distintivas de las células. Los métodos actuales derivan de la técnica desarrollada a fines del siglo XIX por Romanovsky, quien usó una combinación de azul de metileno y eosina. Casi todos los laboratorios utilizan hoy en día las modificaciones de Wright o Giemsa del procedimiento original y la identificación de las células sanguíneas se basa en los colores que producen estos colorantes. El azul de metileno tiñe componentes celulares ácidos de color azul y la eosina de color rosa los componentes alcalinos. Otros componentes más se tiñen de color azul rojizo por la unión a azures, sustancias que se forman cuando se oxida el azul de metileno. ""

Plasma El plasma es un líquido amarillento en el cual están suspendidos o disueltos células, plaquetas, compuestos orgánicos y electrólitos.

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214 ••• Sangre y hemopoyesis

Eritrocitos Los eritrocitos, las células más numerosas de la sangre, se encargan de transportar el oxígeno y el CO2 a los tejidos del cuerpo y desde ellos.

Fig. 10-1.

Fotomicrografía de sangre circulante ( x270).

Durante la coagulación, parte de los componentes orgánicos e inorgánicos dejan el plasma para integrarse al coágulo. El líquido restante, que se diferencia del plasma, es de color pajizo y se llama suero. El principal componente del plasma es agua y representa alrededor del 90% de su volumen. Las proteínas forman el 9% y las sales inorgánicas, iones, compuestos nitrogenados , nutrientes y gases el 1 % restante. En el cuadro 10-1 se incluyen los tipos , orígenes y funciones de las proteínas sanguíneas. El componente líquido de la sangre sale de los capilares y vénulas pequeñas para pasar a los espacios del tejido conectivo como líquido extra celular que , por consiguiente, está compuesto de electrólitos y moléculas peque ñas similares a las del plasma. Sin embargo, la concentración de proteínas en el líquido extracelular es mucho menor que la del plasma, ya que es difícil que proteínas pequeñas, como la albúmina, atraviesen el recubrimiento endot elial de un capilar. D e hecho, la albúmina se encarga principalmente de establecer la presión coloidosmótica de la sangre, que es la fuerza que conse rva los volúm enes sanguíneos y de líquido intersticial normales.

Elementos formes Los elementos formes de la sangre están constituidos por glóbulos rojos, glóbulos blancos y plaquetas.

Cada eritrocito (glóbulos rojos) semeja un disco de forma bicóncava de 7.5 ¡.Lm de diámetro, 2.0 ¡.Lm de grosor en su región más ancha y menos de 1 J-Lm de grosor en su centro (figs. 10-3 y 10-4). Esta forma proporciona a la célula un área de superficie más grande en relación con su volumen e incrementa así su capacidad para el intercambio de gases. Aunque las células precursoras de los eritrocitos dentro de la médula ósea poseen núcleo, durante el desarrollo y maduración las células precursoras o eritrocitos no sólo expulsan su núcleo sino también todos sus organelos antes de penetrar en la circulación. Por consiguiente, los eritrocitos maduros carecen de núcleo. Cuando se tiñen con los colorantes de Giemsa o Wright, los eritrocitos tienen un color rosa salmón. Aunque los eritrocitos no poseen organelos, tienen enzimas solubles en su citosol. Dentro del eritrocito, la enzima anhidrasa carbónica facilita la formación de ácido carbónico a partir del COz yagua. Este ácido se disocia para formar bicarbonato (RC0 3-) e hidrógeno (R+). La mayor parte del COz se transporta a los pulmones como bicarbonato para exhalarse. La capacidad del bicarbonato para cruzar la membrana celular del eritrocito es mediada por la proteína integral de membrana banda 3, un transportador acoplado de aniones que intercambia bicarbonato intracelular por Cl- extracelular; este intercambio se conoce como cambio de cloruro. Las enzimas adicionales incluyen las de la vía glucolítica y también enzimas a cargo de la derivación de monofosfato de pentosa para la producción de la molécula de alta energía, fosfato del dinucleótido de adenina y nicotinamida (NADPR ) reducido, un agente reductor. La primera no requiere oxígeno y es la vía principal por la cual el eritrocito produce trifosfato de adenosina (ATP ), necesario para sus requerimientos energéticos. Los varones tienen más eritrocitos por unidad de volumen en sangre que las muj eres (5 X 106 contra 4.5 X

Linfocito

Eosinófilo

o O . . .00 . ~ Eritrocitos (glóbu los rojos)

Fig. 10-2.

Plaquetas

Células y plaquetas de sangre circu lante.

Monocito

Q(J

Sangre y hemopoyesis ••• 215 Cuadro 10-1. Proteínas del plasma

Proteína

Tamaño

Función

Fuente

Albúmina

60 000-69 000 Da

Hígado

Conserva la presión osmótica coloide y transporta ciertos metabolitos insolubles

Globulinas Globulinas alfa y beta

80 000-1 X 106 Da

Hígado

Transporta iones metálicos, lípidos unidos a proteínas y vitaminas liposolubles

Células plasmáticas

Anticuerpos de defensa inmunitaria

Globulina gamma Proteínas de coagulación (p. ej., protrombina, fibrinógeno, acelerador de globulina)

Variable

Hígado

Formación de filam entos de fibrina

Proteínas del complemento Cl a C9

Variable

Hígado

Destrucción de microorganismos e inicio de inflamación

100-500 ¡.t.m 25-70 nm

Células epiteliales intestinales Hígado

Transporte de triglicéridos al hígado Transporte de triglicéridos del hígado a células corporales Transporte de colesterol del hígado a células corporales

Lipoproteínas del plasma Quilomicrones Lipoproteína de muy baja densidad (VLDL) Lipoproteína de baja densidad (LDL)

3 X 106 Da

Hígado

106 por mm 3 ) y los miembros de ambos sexos que viven en grandes altitudes tienen, de manera correspondiente, más glóbulos rojos que los residentes de altitudes más bajas. Los eritrocitos del ser humano tienen un periodo de vida promedio de 120 días; cuando llegan a esta edad muestran en su superficie un grupo de oligosacáridos. Los macrófagos del bazo, la médula ósea y el hígado destruyen los glóbulos rojos que llevan estos grupos de , azucaro

respiratorios. La hemoglobina que lleva O 2 se conoce como oxihemoglobina y la que transporta CO 2 se denomina carbaminohemoglobina (o carbamilhemoglobina). Los tejidos hipóxicos liberan 2,3-difosfoglicérido, un carbohidrato que facilita la liberación de oxígeno del eritrocito. La hemoglobina también une óxido nítrico (NO), una sustancia neurotransmisora que causa dilatación de los vasos sanguíneos y permite que los glóbulos rojos liberen más oxígeno y capten más COz dentro de los tejidos del cuerpo.

Hemoglobina La hemoglobina es una proteína grande compuesta de cuatro cadenas polipeptídicas, cada una de las cuales está unida de manera covalente a un grupo hem.

Los glóbulos rojos contienen hemoglobina, una proteína tetramérica grande (68 000 Da) compuesta de cuatro cadenas polipeptídicas, cada una de las cuales se une de manera covalente a un hem, que contiene hie rro. La hemoglobina es la que proporciona a la célula no teñida su color amarillo pálido. La molécula de globina de la hemoglobina libera CO 2 y el hierro se une al O 2 en regiones de concentración alta de oxígeno, como el pulmón. Sin embargo, en regiones bajas en oxígeno, como los tejidos , la hemoglobina libera O 2 y une CO 2 . Esta propiedad de la hemoglobina la convierte en el transporte ideal de los gases

CORRELACIONES CLlNICAS

•

El monóxido de carbono (CO) tiene mucha mayor afinidad que el O 2 por la porción hem de la hemoglobina. Las personas que quedan atrapadas en áreas de mala ventilación con un motor accionado por gasolina o en el incendio de un edificio sucumben habitualmente por envenenamiento con CO. Muchas de estas víctimas, cuando son de tez clara, en lugar de estar cianóticas (con una palidez azulosa) presentan una piel de color rojo cereza de aspecto sano por el color del complejo de CO y hemoglobina (monóxido de carbono-hemoglobina).

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Sangre y hemopoyesis

I

E

;1

+ • A

B

e

E

Con base en la secuencia de aminoácidos, existen cuatro cadenas polipeptídicas de hemoglobina normales en el hombre, que se designan como alfa, beta, gamma y delta. La principal hemoglobina del feto, hemoglobina fetal (HbF), compuesta de dos cadenas alfa y dos gamma, se sustituye poco después del nacimiento por hemoglobina del adulto (HbA) . Hay dos tipos de hemoglobinas del adulto normales, HbA1 (alfa2beta2) y la forma mucho más rara, HbA 2 (alfa2delta2). En el adulto, alrededor del 96% de la hemoglobina es HbA 1, e12% es HbA2 y e12% restante es HbF.

Fig. 10-3. Fotomicrografía de células y plaquetas de sangre circulante. Cada fotomicrografía de esta serie muestra eritrocitos (E ), plaquetas !flechas) y un glóbulo blanco. A, linfocito. B, monocíto. e , neutrófilo. D, eosinófilo. E, basófilo (x 1325).

CORRELACIONES CLlNICAS Los defectos de los genes que codifican las cadenas polipeptídicas de la hemoglobina originan varias enfermedades hereditarias. Las que se conocen como talasemias se caracterizan por disminución de la síntesis de una o más de las cadenas de hemoglobina. En la talasemia beta, está deteriorada la síntesis de las cadenas beta. En la forma homocigota de la enfermedad, que es la que prevalece

Sangre y hemopoyesis •••

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La membrana plasmática del glóbulo rojo, una bicapa lípida típica, está compuesta de un 50% de proteínas, 40% de lípidos y 10% de carbohidratos. Casi todas las proteínas son transmembranales, principalmente glucoforina A (también cantidades menores de glucoforinas B, C y D), canales de iones (canales de potasio dependientes del calcio y trifosfatasa de adenosina de Na+-K+) y el transportador de aniones proteína banda 3, que también actúa como un sitio de fijación para ancirina (fig. 10-5). Además, la proteína banda 4.1 actúa como un sitio de fijación para glucoforinas. Por consiguiente, la ancirina y la proteína banda 4.1 fijan el citosqueleto, un enrejado hexagonal compuesto esencialmente de tetrámeros de espectrina, actina y aducina, a la superficie citoplásmica del plasmalema (cap. 2). Este citosqueleto subplasmalemal ayuda a conservar la forma de disco bicóncavo del eritrocito. Durante su vida de 120 días, cada eritrocito recorre el sistema circulatorio completo cuando menos 100 000 veces y por tanto debe pasar a través de innumerables capilares cuya luz es más pequeña que el diámetro de la célula. A fin de deslizarse a través de dichos vasos de diámetro pequeño, el eritrocito modifica su forma y se somete a tremendas fuerzas de deslizamiento. La membrana celular del eritrocito y el citosqueleto subyacente contribuyen a la capacidad del glóbulo rojo para conservar su integridad estructural y funcional. Fig. 10-4. Fotomicrografía de exploración de glóbulos rojos circulantes (X5 850). (Tomado de Leeson TS , Leeson CR, Paparo AA: TextJAtlas of Histology. Philadelphia, WB Saunders, 1988.)

CORRELACIONES ClINICAS

más en personas de ancestros mediterráneos, no existe HbA y persisten después del nacimiento concentraciones altas de HbF. La anemia de células falciformes resulta de un punto de mutación en un locus de la cadena beta (se incorpora valina en la secuencia en lugar de glutamato), que forma la hemoglobina anormal HbS. Cuando se reduce la tensión de oxígeno (p. ej ., durante el ejercicio intenso), la Hbs cambia de forma y produce eritrocitos de forma anormal (en forma de medialuna) que son menos dóciles, más frágiles y más propensos a la hemólisis que las células normales. La anemia de células falciformes es frecuente en la población de raza negra, en especial en quienes tienen ancestros que viven en regiones de Africa en las que es endémico el paludismo. En Estados Unidos, alrededor de uno de 600 niños afroamericanos recién nacidos están afectados con este trastorno.

Membrana celular del eritrocito La membrana celular del eritrocito y el citosqueleto subyacente son sumamente flexibles y pueden soportar grandes fuerzas de deslizamiento.

Los defectos de los componentes del citosqueleto del eritrocito dan lugar a varios trastornos que se caracterizan por células de forma anormal. Por ejemplo, la esferocitosis hereditaria se debe a la síntesis de una espectrina anormal que tiene una unión defectuosa con la proteína banda 4.l. Los glóbulos rojos de pacientes con este trastorno son más frágiles y transportan menos oxígeno, comparados con eritrocitos normales. Más aún, estos esferocitos se destruyen de manera preferencial en el bazo yeso causa anemia.

La deficiencia de glucoforina C produce glóbulos rojos eliptocíticos con la consiguiente anemia hemolítica. Estas células son inestables y frágiles y menos capaces de deformarse que los eritrocitos normales. La superficie extracelular del plasmalema del glóbulo rojo tiene cadenas específicas hereditarias de carbohidrato que actúan como antígenos y determinan el grupo sanguíneo de una persona para una transfusión sanguínea. Los más notables de éstos son los antígenos A y B, que .·son el origen de los cuatro grupos sanguíneos principales A, B, AB Y O (cuadro 10-2). Las personas que carecen del antígeno A o B, o ambos, tienen anticuerpos contra el antígeno que falta en su sangre; si reciben una transfusión con sangre que contiene el antígeno faltante, los eritrocitos del donador son atacados por anticuerpos séricos del receptor y finalmente se lisan.

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Sangre y hemopoyesis

Ancirina Actina

3 Membrana Banda 4.2

Cadena alfa

Fig. 10-5.

Diagrama del citosqueleto y proteínas integrales del plasmalema eritrocítico.

Cadena beta Banda 4.9

Otro grupo sanguíneo importante, el grupo Rh, se denomina así porque se identificó por primera vez en monos rhesus. Este grupo complejo comprende más de dos docenas de antígenos, aunque muchos son relativamente raros. Tres de los antígenos Rh (C, D y E) son tan comunes en la población humana que los eritrocitos del 85% de los estadounidenses tiene uno de ellos en su superficie y, por consiguiente, se dice que estas personas son Rh+.

como un medio para viajar de una región del cuerpo a otra. Cuando los leucocitos llegan a su destino, dejan el torrente sanguíneo y migran entre las células endoteliales de los vasos sanguíneos (diapédesis), penetran en los espacios de tejido conectivo y llevan a cabo su función. Dentro del torrente sanguíneo y también en los frotis, los leucocitos son redondos; en el tejido conectivo son pleomorfos. Por lo general protegen el cuerpo de sustancias extrañas. Los glóbulos blancos se clasifican en dos grupos: •

Granulocitos, que tienen gránulos específicos en su citoplasma Agranulocitos, que carecen de gránulos específicos

CORRELACIONES CLlNICAS • Cuando una mujer embarazada Rh- da a luz a su primer niño Rh+ es probable que penetre suficiente sangre del niño en la circulación de la madre para inducir la formación de anticuerpos anti-Rh. Durante un embarazo subsecuente con un feto Rh +, estos anticuerpos atacan a los eritrocitos del feto y causan eritroblastosis fetal, un trastorno que puede ser mortal para el recién nacido. Se requieren transfusiones prenatales y pos natales para el feto a fin de prevenir el daño cerebral y la muerte del recién nacido a menos que la madre se haya tratado con aglutininas anti-Rh: globulina inmunitaria Rho(D) (RhoGAM ) antes del nacimiento de su primer niño Rh+ o poco después.

Tanto los granulo citos como los agranulocitos poseen gránulos inespecíficos (azuró6.1os), que hoy en día se sabe que son lisosomas. Existen tres tipos de granulocitos, que se diferencian según sea el color de sus gránulos específicos después de utilizar tinciones de tipo Romanovsky: • • •

Neutró6.1os Eosinó6.1os Basó6.1os

Cuadro 10-2. Sistema de grupos sanguíneos ABO

- --

Leucocitos Los leucocitos son glóbulos blancos que se clasifican en dos categorías principales: granulocitos y agranulocitos.

El número de leucocitos (glóbulos blancos) es mucho menor que el de glóbulos rojos; de hecho, en un adulto normal sólo hay 6 500 a 10 000 glóbulos blancos por mm 3 de sangre. A diferencia de los eritrocitos, los leucocitos no funcionan dentro del torrente sanguíneo, pero lo utilizan

Grupo sanguíneo

-

-....;....------_ ........_........ Antígenos

......._-'----.:

_~

presentes

Diversos

A

Antígeno A

B

Antígeno B

AB

Antígenos A Y B

Receptor universal

o

Ni el antígeno A ni el B

Donador universal

Sangre y hemopoyesis •••

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Cuadro 10-3. Leucocitos Granulocitos Características Número/mm 3 % de GB Diámetro (m ) (sección) (frotis)

Neutrófilos 3500-7000 60-70%

8-9 9-12

Agranulocitos

Eosinófilos

Basófilos

Linfocitos

Monocitos

150-400 2-4 %

50-100