¿Qué son los eritrocitos o glóbulos rojos?
Los eritrocitos, también denominados glóbulos rojos o hematíes, son células sanguíneas muy flexibles y abundantes, con forma de disco bicóncavo. Son los encargados de transportar oxígeno a todos los tejidos del cuerpo gracias a la presencia de hemoglobina en el interior celular, además de contribuir en el transporte de dióxido de carbono y en la capacidad amortiguadora de la sangre.
En los mamíferos, el interior del eritrocito consiste básicamente en hemoglobina, ya que ha perdido todos los compartimientos subcelulares, incluyendo el núcleo. La generación de ATP está restringida al metabolismo anaeróbico.
Los eritrocitos corresponden a casi el 99% de los elementos formes presentes en la sangre, mientras que el 1% restante está constituido por los leucocitos y por las plaquetas o trombocitos. En un mililitro de sangre hay aproximadamente 5.4 millones de glóbulos rojos.
Estas células se producen en la médula ósea y pueden vivir un promedio de 120 días, en los que puede recorrer más de 11.000 kilómetros por los vasos sanguíneos.
Los glóbulos rojos fueron uno de los primeros elementos observados a la luz del microscopio en el año 1723. Sin embargo, no fue hasta 1865 que el investigador Hoppe Seyler descubrió la capacidad de transporte de oxígeno de dicha célula.
Características de los glóbulos rojos
Son células discoidales con un diámetro aproximado de 7,5 a 8,7 um y de 1,7 a 2,2 um de grosor. Son más finos en el centro de la célula que en los bordes, dando una apariencia de salvavidas. Contienen en su interior más de 250 millones de moléculas de hemoglobina.
Los eritrocitos son células con una flexibilidad notable, ya que deben desplazarse durante la circulación por vasos muy delgados, de unos 2 a 3 um en diámetro. Al pasar por estos canales, la célula se deforma y al final de pasaje vuelve a su forma original.
Citosol
El citosol de esta estructura contiene las moléculas de hemoglobina, responsable del transporte de gases durante la circulación sanguínea. El volumen del citosol celular ronda los 94 um3.
Cuando maduran, los eritrocitos de mamífero carecen de un núcleo celular, mitocondrias, y demás organelos citoplasmáticos, por lo que es incapaz de realizar la síntesis de lípidos, proteínas o de realizar fosforilación oxidativa.
En otras palabras, los eritrocitos consisten básicamente en una membrana que encierra a las moléculas de hemoglobina.
Se propone que los eritrocitos buscan deshacerse de cualquier compartimiento subcelular con el fin de asegurar el máximo espacio posible para el transporte de la hemoglobina – de la misma manera que buscaríamos sacar todos los elementos de nuestro auto si buscáramos transportar un número elevado de cosas.
Membrana celular
La membrana celular del eritrocito comprende una bicapa lipídica y una red de espectrina, que junto con el citoesqueleto, le proporciona elasticidad y distensibilidad a esta estructura. Más del 50% de la composición son proteínas, algo menos de lípidos y la porción restante corresponde a hidratos de carbono.
La membrana de los eritrocitos es la membrana biológica que ha recibido más atención y de la que se tiene mayor conocimiento, probablemente por la facilidad de aislamiento y sencillez relativa.
La membrana contiene una serie de proteínas integrales y periféricas conectadas a la bicapa lipídica y a la espectrina. Las conexiones que involucran la unión proteica se conocen como interacciones verticales y las que involucran un arreglo bidimensional de espectrina por medio de moléculas de actina son las interacciones horizontales.
Cuando alguna de estas interacciones verticales u horizontales sufre una falla, resulta en posibles cambios en la densidad de espectrina, causando a su vez cambios en la morfología del eritrocito.
El envejecimiento de los glóbulos rojos se ve reflejado en la estabilidad de la membrana, reduciendo su capacidad para acomodarse en el sistema circulatorio. Cuando esto ocurre, el sistema monocito-macrófago reconoce al elemento poco funcional, eliminándolo de la circulación y reciclando su contenido.
Proteínas de la membrana celular
Las proteínas encontradas en la membrana celular de los eritrocitos pueden ser separadas fácilmente en un gel de electroforesis. En este sistema resaltan las siguientes bandas: espectrina, anquirina, banda 3, proteínas 4.1 y 4.2, el canal iónico, glucoforinas y la enzima gliceraldehido-3-fosfato-deshidrogenasa.
Estas proteínas pueden agruparse en cuatro grupos de acuerdo con su función: transportadores de membrana, moléculas de adhesión y receptores, enzimas y proteínas que ligan a la membrana con los componentes del citoesqueleto.
Las proteínas transportadoras atraviesan la membrana varias veces y la más importante de este grupo es la banda 3, un intercambiador aniónico de cloruro y bicarbonato.
Como el eritrocito está desprovisto de mitocondrias, la mayoría de las enzimas se anclan a la membrana plasmática, entre ellas las enzimas de la glicolisis fructosa-bifosfato aldolasa A, α-enolasa, ALDOC, gliceraldehído-3-fosfato deshidrogenasa, fosglicerato kinasa y piruvato kinasa.
En cuanto a las proteínas estructurales, las más abundantes son la banda 3, las espectrinas, anquirina, actina y proteína banda 4.1, mientras que proteína banda 4.2, dematina, adduccinas, tropomodulina y tropomiosina se consideran componentes minoritarios de la membrana.
Espectrina
La espectrina es una proteína filamentosa formada por una cadena alfa y una beta, cuyas estructuras son hélices alfa.
Las fibras de espectrina recuerdan a los resortes de un colchón, y las porciones de tela que rodean al colchón representarían en este ejemplo hipotético a la membrana plasmática.
Hemoglobina
La hemoglobina es una proteína compleja con estructura cuaternaria sintetizada en los eritrocitos y es el elemento fundamental de estas células. Está formada por dos pares de cadenas, dos alfa y dos no alfa (pueden ser beta, gamma o delta) unidas entre sí por enlaces covalentes. Cada unidad presenta un grupo hemo.
Contiene el grupo hemo en su estructura y es la responsable del color rojo característica de la sangre. En cuanto a su tamaño presenta un peso molecular de 64.000 g/mol.
En los individuos adultos, la hemoglobina está formada por dos cadenas alfa y dos beta, mientras que una pequeña porción sustituye las beta por las delta. En contraste, la hemoglobina fetal está constituida de dos cadenas alfa y dos gamma.
Funciones de los eritrocitos
El oxígeno que se encuentra diluido en el plasma sanguíneo no es suficiente para cumplir con las exigentes demandas de la célula, por esta razón debe existir en ente encargado de transportarlo. La hemoglobina es una molécula de naturaleza proteica y es el transportador de oxígeno por excelencia.
La función más importante de los eritrocitos es albergar a la hemoglobina en su interior para asegurar el suministro de oxígeno a todos los tejidos y órganos del cuerpo, gracias al transporte y al intercambio de oxígeno y dióxido de carbono. El proceso mencionado no requiere de gasto energético.
Anormalidades
Anemia falciforme
La anemia falciforme o anemia drepanocítica consiste en una serie de patología que afectan a la hemoglobina, causando un cambio de forma en los glóbulos rojos. Las células disminuyen su tiempo de vida medio, desde 120 días hasta 20 o 10.
La patología ocurre por un cambio único de un residuo de aminoácido, glutamato por valina, en la cadena beta de esta proteína. La condición puede expresarse en su estado homocigoto o heterocigoto.
Los glóbulos rojos afectados toman forma de hoz o de coma. En la imagen se comparan los glóbulos normales con los patológicos. Además, pierden su flexibilidad característica, por lo que pueden romperse al intentar atravesar los vasos sanguíneos.
Esta condición incrementa la viscosidad intracelular, afectando el paso de los glóbulos rojos afectados por los vasos sanguíneos más pequeños. Este fenómeno trae como consecuencia una disminución en la velocidad del flujo de sangre.
Esferocitosis hereditaria
La esferocitosis heridataria es una alteración congénita que involucra la membrana de los glóbulos rojos. Los pacientes que la padecen se caracterizan por poseer un diámetro menor en los eritrocitos y una concentración de hemoglobina mayor de la normal. De todas las enfermedades que afectan a la membrana de los eritrocitos, esta es la más común.
Es causado por un defecto en las proteínas que conectan de manera vertical las proteínas del citoesqueleto a la membrana. Las mutaciones relacionadas con este desorden se encuentran en los genes que codifican para la espectrina alfa y beta, anquirina, banda 3 y proteínas 4.2.
Los individuos afectados con frecuencia pertenecen a poblaciones caucásicas o japonesas. La severidad de esta condición depende del grado de la pérdida de conexión en la red de espectrina.
Eliptocitosis hereditaria
La eliptocitosis hereditaria es una patología que involucra distintos cambios en la forma del eritrocito, incluyendo células elípticas, ovaladas o elongadas. Esto conlleva a la reducción de la elasticidad y durabilidad de los glóbulos rojos.
La incidencia de la enfermedad es del 0,03% al 0,05% en Estados Unidos y se ha visto incrementada en los países africanos, ya que otorga cierta protección contra los parásitos causantes de la malaria, Plasmodium falciparum y Plasmodium vivax. Esta misma resistencia se observa en los individuos que padecen la anemia falciforme.
Las mutaciones que producen esta enfermedad involucran a los genes que codifican para la espectrina alfa y beta y a la proteína 4.2. Así, las mutaciones en la espectrina alfa afectan la formación de heterodímero alfa y beta.
Valores normales de eritrocitos
El hematocrito es la medida cuantitativa que expresa el volumen de eritrocitos en relación al volumen de sangre total. El valor normal de este parámetro varía de acuerdo al sexo: en varones adultos es del 40,7% al 50,3%, mientras que en las mujeres el rango normal abarca desde 36,1% hasta 44,3%.
En términos de número de células, en hombres el rango normal es de 4,7 a 6,1 millones de células por uL, y en mujeres entre 4,2 y 5,4 millones de células por uL.
En cuanto a los valores normales de hemoglobina, en varones está entre 13,8 a 17,2 g/dL y en mujeres desde 12,1 a 15,1 g/dL.
Del mismo modo, los valores normales varían de acuerdo a la edad del individuo, los neonatos presentan valores de hemoglobina de 19 g/dL y disminuye gradualmente hasta alcanzar los 12.5 g/dL. Cuando el niño es pequeño y aún está en periodo de lactancia el nivel esperado es desde 11 hasta 14 g/dL.
En varones adolescentes, la pubertad lleva a un aumento dese 14 g/dL hasta 18 g/dL. En el caso de las niñas en desarrollo, la menstruación puede generar una disminución del hierro.
Niveles bajos de eritrocitos
Cuando la cuenta de eritrocitos es menor que los valores normales mencionados anteriormente, puede deberse a una serie de condiciones heterogéneas. La caída de los glóbulos rojos se asocia con fatiga, taquicardia y disnea. Los síntomas también incluyen palidez, dolores de cabeza y en el pecho.
Las patologías médicas asociadas a la disminución son las enfermedades del corazón y del sistema circulatorio en general. También las patologías como el cáncer se traducen en valores bajos de eritrocitos. La mielosupresión y la pancitopenia disminuyen la producción de las células sanguineas
Igualmente, las anemias y las talasemias generan disminución de estas células sanguíneas. Las anemias pueden ser causadas por factores genéticos (como la anemia drepanocítica) o bien por deficiencia de vitamina B12, de folato o de hierro. Algunas mujeres embarazadas pueden experimentar síntomas de anemia.
Por último, los sangrados excesivos, ya sea por una herida, hemorroides, sangrado menstrual abundante o úlceras estomacales generan pérdida de eritrocitos.
Niveles altos de eritrocitos
Las causas que generan niveles altos de eritrocitos, son igualmente diversas que las asociadas con niveles bajos. La condición de exhibir un número alto de hematíes en sangre se denomina policitemia.
La más inofensiva ocurre en individuos que habitan en regiones altas, donde la concentración de oxígeno es significativamente menor. También la deshidratación, en general, produce la concentración de glóbulos rojos.
Las enfermedades relacionas con los riñones, el sistema respiratorio y patologías cardiovasculares pueden ser los causantes del aumento.
Algunos agentes externos y hábitos perjudiciales, como el tabaquismo pueden aumentar la cuenta de eritrocitos. El uso prolongado del cigarrillo disminuye los niveles de oxígeno en sangre, aumentando la demanda y obligando al cuerpo a generar más eritrocitos.
El consumo de esteroides anabólicos puede estimular en la médula ósea la producción de glóbulos rojos, al igual que el dopaje con eritropoyetina que es usado para optimizar el desempeño físico.
En algunos casos de anemia, cuando el paciente está deshidratado, el efecto de disminución del plasma contrarresta la disminución de los eritrocitos, lo que produce un valor engañosamente normal. La patología sale a la luz cuando el paciente es hidratado y se puede evidenciar los valores anormalmente bajos de eritrocitos.
Referencias
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