¿La ausencia de glóbulos rojos en el análisis de sangre significa que hay algún problema con el cuerpo?
El número medio de glóbulos rojos por litro de sangre en adultos normales es de aproximadamente 4 a 5 × 103 para los hombres y de 3,5 a 4,5 × 103 para las mujeres, ocupando el primer lugar entre todos los tipos de glóbulos rojos. Si todos los glóbulos rojos del cuerpo estuvieran conectados uno por uno, podrían dar la vuelta al ecuador terrestre 4,5 veces.
El cuerpo celular es un disco bicóncavo con un diámetro de unas 7,5 micras, delgado en el centro y grueso en la periferia. Los glóbulos rojos únicos frescos son de color amarillo claro y verde, y a menudo se apilan varios glóbulos rojos. Los glóbulos rojos densos dan a la sangre su color rojo.
Cuando los glóbulos rojos maduran, no tienen núcleo ni orgánulos, y el citoplasma se llena de hemoglobina. La hemoglobina representa alrededor del 33% del peso de los glóbulos rojos y tiene la función de transportar O2 y parte de CO2. El contenido de hemoglobina por cada 100 litros de sangre es de unos 120 a 150 g para los hombres y de unos 110 g para las mujeres. En términos generales, si el número de glóbulos rojos es inferior a 3,5×103/L y la hemoglobina es inferior a 110 g/L, significa anemia.
La vida media de los glóbulos rojos es de unos 120 días. Durante este período, un glóbulo rojo puede viajar de un lado a otro entre el tejido y los pulmones aproximadamente entre 500 y 65.438 millones de veces. Los glóbulos rojos envejecidos son en su mayoría fagocitados y descompuestos por macrófagos en el bazo, el hígado y la médula ósea. Al mismo tiempo, la médula ósea roja del cuerpo produce y libera una cantidad igual de glóbulos rojos en la sangre periférica para mantener un número total relativamente constante de glóbulos rojos, participando así en el intercambio de gases en el cuerpo humano. Cuando el cuerpo necesita una transfusión de sangre, es la transfusión de sangre más homóloga, pero aún se requiere una prueba de compatibilidad cruzada porque hay antígenos del grupo sanguíneo ABO en la membrana de los glóbulos rojos.
Los glóbulos rojos son células achatadas con bordes gruesos, centros ligeramente cóncavos y un diámetro de 7 a 8 μm. El citoplasma contiene una gran cantidad de hemoglobina y es de color rojo (ver diagrama de glóbulos).
Los glóbulos rojos se producen en la médula ósea y pasan al torrente sanguíneo una vez maduros. Los glóbulos rojos envejecidos son fagocitados y destruidos por las células del sistema reticuloendotelial en el bazo, el hígado y la médula ósea, con una vida útil promedio de 120 días. La principal función fisiológica de los glóbulos rojos es transportar oxígeno y dióxido de carbono, lo que se consigue principalmente a través de las proteínas sanguíneas de los glóbulos rojos.
La hemoglobina tiene la capacidad de transportar oxígeno y dióxido de carbono. La hemoglobina combinada con oxígeno se llama oxihemoglobina y es de color rojo brillante. La hemoglobina contenida en la sangre arterial es principalmente oxihemoglobina, por lo que es de color rojo brillante; la hemoglobina combinada con dióxido de carbono se llama hemoglobina carbónica. El oxígeno y el dióxido de carbono no se unen fuertemente a la hemoglobina y se separan fácilmente.
En los pulmones donde la presión parcial de oxígeno es alta, la hemoglobina carbónica en la sangre venosa se disocia y se combina con el oxígeno y se convierte en oxihemoglobina en los tejidos donde la presión parcial de oxígeno es baja, la hemoglobina carbónica; en la sangre arterial La oxihemoglobina se disocia y se combina con el dióxido de carbono, convirtiéndose en hemoglobina carbonatada. Los glóbulos rojos dependen de esta especificidad de la hemoglobina para transportar oxígeno y dióxido de carbono.
¿Cuáles son las características morfológicas de los glóbulos rojos?
Los eritrocitos maduros de humanos y mamíferos son células rojas, anucleadas, bicóncavas (o cóncavas simples) en forma de disco con un diámetro promedio de aproximadamente 8000 nm (8 μm). Estas características morfológicas dan a los glóbulos rojos una tasa metabólica más baja y una superficie más grande, lo que favorece un intercambio de gases adecuado con el plasma circundante. Las células de disco bicóncavas tienen una mayor relación superficie-volumen que las células esféricas. Cuanto mayor es la proporción, más fácil es deformarse, por lo que los glóbulos rojos pueden curvarse y deformarse para pasar a través de capilares más pequeños que ella, y pueden pasar a través de las paredes sinusoidales del bazo y la médula ósea y sus poros de membrana, y luego regresar a su forma original. Este cambio se llama deformación plástica.
¿Cuáles son las características fisiológicas de los glóbulos rojos?
La membrana de los glóbulos rojos es una membrana semipermeable de una bicapa lipídica, que es selectiva para el paso de sustancias y no puede penetrar macromoléculas como las proteínas. Los gases solubles en grasa, como el oxígeno y el dióxido de carbono, pueden pasar fácilmente mediante difusión simple. Las sustancias hidrófilas como la glucosa y los aminoácidos pueden pasar fácilmente mediante difusión. Los iones negativos como el Cl- y el HCO3- pueden pasar fácilmente. pasan libremente, mientras que los iones positivos como Na+ y K+ pueden pasar fácilmente. Los iones son difíciles de atravesar y requieren transporte activo por parte de la bomba de sodio.
La energía de la bomba de sodio proviene del ATP producido por los glóbulos rojos que consumen glucosa, que se utiliza para mantener la integridad de la membrana y el gradiente de concentración de Na+ y K+ dentro y fuera de la membrana. La concentración plasmática de K+ aumenta en la sangre almacenada en los bancos de sangre durante largos períodos de tiempo. Debido a la baja tasa metabólica de los glóbulos rojos a bajas temperaturas, las actividades de bombeo de Na+ y K+ carecen de energía y el K+ no puede bombearse hacia las células.
Los glóbulos rojos también presentan fragilidad osmótica y estabilidad en suspensión.
¿Qué es la fragilidad osmótica de los glóbulos rojos?
Los glóbulos rojos contienen principalmente hemoglobina. Durante la hemólisis, la hemoglobina escapa de las células y se disuelve en el plasma, momento en el que la hemoglobina pierde su capacidad de transportar oxígeno. La hemólisis o disolución de la matriz ocurre debido a la ruptura de la membrana de los glóbulos rojos o porque los poros de la membrana de los glóbulos rojos se agrandan y la hemoglobina se escapa, dejando una membrana celular bicóncava en forma de disco; Esta cáscara vacía se llama en medicina "célula de sombra de sangre". Los glóbulos rojos normales tienen cierta capacidad para resistir soluciones hipotónicas (o hipotónicas) en soluciones con una presión osmótica que disminuye gradualmente (como una solución de cloruro de sodio), es decir, resistencia a la tracción, que es lo opuesto a la fragilidad. En otras palabras, cuanto menor es la resistencia a la tracción de los glóbulos rojos, más fáciles son de hemolizar, es decir, más frágiles son. Por lo tanto, la característica de los glóbulos rojos que se hemolizan en una solución salina de baja osmótica se denomina "fragilidad osmótica de los eritrocitos". Los glóbulos rojos normales generalmente comienzan a hemolizarse en una solución de cloruro de sodio al 0,42% y se hemolizan completamente en una solución de cloruro de sodio al 0,35%, es decir, 0,0042. ~ 0,0035 cloruro Las soluciones de sodio representan el rango de fragilidad osmótica de los glóbulos rojos normales. Los reticulocitos y los glóbulos rojos inmaduros son menos frágiles que los glóbulos rojos maduros. Los glóbulos rojos envejecidos son frágiles. Los experimentos han demostrado que después de que los glóbulos rojos permanecen en el bazo durante un período de tiempo, su fragilidad aumenta significativamente. Clínicamente, la fragilidad de los glóbulos rojos aumenta especialmente en la esferocitosis hereditaria, y la relación entre el área de superficie y el volumen de los glóbulos rojos esféricos es significativamente menor que la de los glóbulos rojos normales con discos bicóncavos.
¿Qué son la estabilidad de la suspensión y la velocidad de sedimentación globular?
En la sangre circulante, los glóbulos rojos quedan suspendidos en el plasma sin hundirse. Esta estabilidad de la suspensión depende de las propiedades de la membrana de los glóbulos rojos y del plasma. Cuando se utilizan anticoagulantes para prevenir la coagulación de la sangre, la sangre anticoagulada se coloca en un tubo de calibración determinado. La velocidad a la que se sedimentan los glóbulos rojos (expresada por la distancia de sedimentación) dentro de un cierto período de tiempo se denomina "velocidad de sedimentación globular" o. "ESR" para abreviar. Por lo general, se utiliza como estándar la altura del plasma en el tubo de sedimentación de eritrocitos al final de 1 hora. Cuanto más rápida es la velocidad de sedimentación de eritrocitos, peor es la estabilidad de la suspensión de los glóbulos rojos. Los datos obtenidos mediante la medición de ESR variarán según los diferentes instrumentos y reactivos. El método de Webster se utiliza habitualmente en clínica y su valor normal es de 0 a 15 mm/al final de 1 hora para hombres adultos y de 0 a 20 mm/al final de 1 hora para mujeres adultas. La velocidad de sedimentación globular medida por el micrométodo es lenta. La velocidad de sedimentación globular de los niños es más lenta que la de los adultos. La VSG aumenta biológicamente y se observa en mujeres durante la menstruación y el embarazo. Además, la mayoría de ellos son aceleración patológica, que se observa en la etapa de progresión o empeoramiento de la tuberculosis pulmonar, la etapa activa del reumatismo o tumor, y casos de inflamación sistémica, como la neumonía aguda, por lo que la medición de la velocidad de sedimentación globular tiene la importancia de ayudar al diagnóstico.
La clave para la velocidad de sedimentación de los glóbulos rojos es si los glóbulos rojos se superponen fácilmente. La formación de Rouleaux se produce cuando los glóbulos rojos se unen entre sí con superficies cóncavas, superponiéndose formando un montón de dinero. Debido a que la fricción entre los glóbulos rojos y el plasma es la resistencia al hundimiento de los glóbulos rojos, la relación entre el área de superficie y el volumen de los glóbulos rojos superpuestos disminuye, es decir, el área de contacto con el plasma disminuye, por lo que la fricción entre ellos disminuye. y los glóbulos rojos superpuestos disminuyen a medida que aumenta el peso por unidad de área. Cuando se colocan glóbulos rojos normales en el plasma de un paciente con una velocidad de sedimentación globular rápida, el grado de eritropoyesis y la velocidad de sedimentación globular son normales. Esto demuestra que el factor principal que afecta la eritropoyesis está en el plasma. Otros estudios han demostrado que esto no tiene nada que ver con la cantidad total de proteínas plasmáticas, pero cuando aumentan la globulina, el fibrinógeno, etc. (con carga positiva), se promoverá la reacción en cascada. Algunas personas han analizado que existen proteínas salivales cargadas negativamente y albúmina en la superficie de los glóbulos rojos, lo que ralentizará la reacción en cascada. Como las cargas similares se repelen entre sí, los glóbulos rojos permanecen estables en suspensión. La cascada aumenta rápidamente cuando ciertos factores aumentan las proteínas cargadas positivamente en el plasma o reducen las cargas negativas en la superficie de los glóbulos rojos. El mecanismo detallado no está claro. Además, cuando aumenta el colesterol en los lípidos plasmáticos, puede acelerar la superposición y la velocidad de sedimentación globular, mientras que la lecitina previene la superposición y ralentiza la velocidad de sedimentación globular.
¿Cuáles son los valores normales de glóbulos rojos y hemoglobina?
En mi país, el número medio de glóbulos rojos por milímetro cúbico es de unos 5 millones para los hombres adultos y de unos 4,2 millones para las mujeres/mm3. El número de glóbulos rojos suele aumentar o disminuir con la edad, la estación del año, la altitud y otros factores. Es más común en los recién nacidos y puede superar los 6 millones/mm3. Es menor durante la niñez y permanece en un nivel más bajo, aumentando gradualmente hasta niveles adultos durante la adolescencia. Vivir en condiciones hipóxicas crónicas en el aire enrarecido de la meseta durante mucho tiempo conduce a una función hematopoyética hiperactiva, un aumento de los glóbulos rojos y una gran cantidad de reticulocitos (los reticulocitos en la sangre circulante normal son solo del 0,5% al 1,5%).
En circunstancias normales, el número de glóbulos rojos por unidad de volumen es coherente con el contenido de hemoglobina.
En nuestro país, cada 100 ml de sangre contiene alrededor de 12 a 15 gramos de hemoglobina, mientras que las mujeres tienen alrededor de 11 a 14 gramos (el contenido de hemoglobina es alto en los recién nacidos y bajo en la infancia).
Cuando el número de rojos Las células sanguíneas o la hemoglobina son demasiado bajas. La policitemia aumenta la viscosidad del flujo sanguíneo debido a una cantidad insuficiente de O2 y CO2.
¿Cómo se producen los glóbulos rojos? La vida útil promedio de los glóbulos rojos es de 120 días y la regeneración. y la destrucción son activas. La tasa de desaparición de los glóbulos rojos marcados con isótopos después de la inyección demuestra que la tasa de renovación de los glóbulos rojos es de casi 2.500 millones por kilogramo de peso corporal por día, y la producción y destrucción de los glóbulos rojos mantienen una dinámica. Equilibrio, es decir, en circunstancias normales, la cantidad de glóbulos rojos que nacen es igual a la cantidad de glóbulos rojos que mueren. Si la cantidad de glóbulos rojos se reduce por diversas razones, se producirá anemia. , la policitemia ocurrirá si hay demasiados glóbulos rojos.
En las diferentes etapas de desarrollo del cuerpo humano, los tejidos y órganos que producen glóbulos rojos no son exactamente los mismos. En la etapa embrionaria, se producen glóbulos rojos. secuencialmente en el saco vitelino, el hígado, el bazo y la médula ósea; desde el nacimiento hasta la adolescencia, los órganos que producen glóbulos rojos se encuentran en todo el cuerpo. La médula ósea roja se limita principalmente a los huesos planos como el hueso; esternón, vértebras, costillas, huesos de la cadera y cráneo.
La médula ósea roja contiene células madre mieloides pluripotentes que pueden diferenciarse en células progenitoras comprometidas de diversas líneas. Las células progenitoras comprometidas proliferan y se diferencian en varias células madre. Por ejemplo, las células progenitoras eritroides pueden proliferar y diferenciarse en eritrocitos bajo la acción de la eritropoyetina. Luego, durante el proceso de división, proliferación y maduración, los principales cambios se producen en las células: el volumen disminuye gradualmente, el núcleo desaparece gradualmente y. la hemoglobina aumenta gradualmente.
Cada protoeritrocito tarda entre 3 y 7 días en sufrir de 3 a 5 mitosis y proliferar en 8 a 32 glóbulos rojos tardíos hasta convertirse en reticulocitos. para que los reticulocitos se conviertan en glóbulos rojos maduros. Hay alrededor del 0,5% al 1,5% de los reticulocitos en el torrente sanguíneo circulante normal. /p>
Las células sanguíneas dependen de la función hematopoyética normal de la médula ósea. se ve afectado por sustancias radiactivas o ciertos medicamentos (como cloranfenicol, sulfamidas), se inhibirá la función hematopoyética de la médula ósea y se inhibirán los glóbulos rojos y los glóbulos del cuerpo. La cantidad de hemoglobina disminuirá. y también disminuirá el número de glóbulos blancos y plaquetas. Esta anemia provocada por la inhibición de la función hematopoyética de la médula ósea se denomina "anemia aplásica". ¿islas de eritroblastos"?
Las células hematopoyéticas de la médula ósea son células parenquimatosas llenas entre los sinusoides sanguíneos en la matriz reticular de la cavidad de la médula ósea, que incluyen glóbulos rojos, granulocitos y megacariocitos, entre los que están relacionados con la anemia. Principalmente jóvenes Los glóbulos rojos se encuentran cerca de la superficie del seno sanguíneo. Por lo general, varias células se forman en un grupo de células. Se pueden ver varios glóbulos rojos primitivos rodeando una "isla de eritrocitos". Las células alrededor de la isla son más maduras que las del centro. Los macrófagos pueden liberar sustancias que promueven la diferenciación de los glóbulos rojos y estimulan y diferencian las células madre.
¿Qué materias primas se necesitan para la producción de glóbulos rojos?
La producción de glóbulos rojos requiere no sólo una función hematopoyética normal de la médula ósea, sino también suficientes materias primas hematopoyéticas.
Las principales materias primas para la elaboración de glóbulos rojos son las proteínas y el hierro ferroso. También deben existir algunas sustancias auxiliares como vitamina B12, ácido fólico, etc. para favorecer el desarrollo y madurez de los glóbulos rojos. Además, la eritropoyesis también requiere vitaminas B6, B2, C, E y oligoelementos cobre, manganeso, cobalto y zinc.
Proteína: Hemoglobina de los glóbulos rojos, compuesta por globina y hemo. Los aminoácidos necesarios para la síntesis de globina se derivan de las proteínas alimentarias.
Hierro: Hemo, componente de la hemoglobina, en el que el núcleo pirrol requiere hierro divalente (Fe2+). Sólo una pequeña parte del hierro ferroso que hay en la sangre de las personas normales procede de los alimentos. La mayor parte, alrededor del 95%, procede de la reutilización del hierro ferroso tras la descomposición de la hemoglobina. En medicina, el hierro divalente de los alimentos se denomina "hierro exógeno"; el hierro divalente producido por la descomposición de la hemoglobina en el organismo se denomina "hierro endógeno".
El exceso de hierro necesario para la hematopoyesis suele combinarse con transferrina (una betaglobulina) para formar ferritina, que se almacena en las células epiteliales del hígado, el bazo, la médula ósea y la mucosa del intestino delgado. Debido a que la transferrina en plasma puede transportar hierro rápidamente, el contenido de hierro en plasma es muy bajo.
Si hay falta de hierro en el cuerpo, se producirá anemia.
Hay dos razones comunes: una es la pérdida excesiva de hierro debido a una hemorragia crónica; la otra es la deficiencia de hierro en los alimentos o no hay deficiencia de hierro en los alimentos, pero la capacidad del cuerpo para absorber hierro está alterada. La anemia causada por deficiencia de hierro se denomina médicamente "anemia por deficiencia de hierro". La anemia por deficiencia de hierro se caracteriza principalmente por niveles bajos de hemoglobina, una falta evidente de hemoglobina y, en consecuencia, volúmenes más pequeños de glóbulos rojos, pero la cantidad de glóbulos rojos no necesariamente se reduce significativamente. La prueba encontró que el índice de color de la sangre (valor normal 0,9 ~ 1,1) tiene una tendencia a la baja. Debido al pequeño tamaño de los glóbulos rojos y al bajo contenido de hemoglobina, en morfología médica también se le llama "anemia hipocrómica microcítica". Los adultos excretan menos de 1 mg de hierro en las heces y la orina al día, lo que generalmente se compensa fácilmente con los alimentos. Debido a que las mujeres embarazadas, las mujeres en período de lactancia y los niños necesitan de 2 a 3 veces más hierro que los adultos, deben comer más alimentos ricos en hierro, como hígado, huevos, soja, verduras, etc., para satisfacer las necesidades del cuerpo. Tome el tratamiento con FeSO4.
Vitamina B12 y ácido fólico: Los glóbulos rojos son una de las muchas células del cuerpo humano. Como todas las células, los glóbulos rojos también tienen núcleo. La proteína nuclear del núcleo celular está compuesta de ácido desoxirribonucleico (ADN), etc. En la síntesis del ADN se necesitan como coenzimas la vitamina B12 y el ácido fólico, lo que médicamente se denomina "factor de maduración de los glóbulos rojos". Por tanto, la falta de vitamina B12 y ácido fólico puede provocar trastornos en la formación del ADN, afectando así a la producción de células (incluidos los glóbulos rojos).
La vitamina B12 (VB12), también conocida como “factor hematopoyético”, es una cobalamina. Una vez que la vitamina B12 de los alimentos llega al estómago, se combina con los factores endógenos secretados por las células parietales de la glándula gástrica para formar un "complejo de factor endógeno? Vitamina B12". Cuando el complejo llega al íleon, la vitamina B12 puede absorberse. La mayor parte de la vitamina B12 que ingresa a la sangre se une a proteínas que contienen cobalto en el plasma, se transporta al hígado y se almacena en el hígado. La falta de vitamina B12 en la dieta, una enfermedad intestinal (como la afta) o una gastrectomía pueden afectar la absorción de vitamina B12 y provocar una deficiencia de vitamina B12, que se manifiesta como anemia. El ácido fólico se encuentra ampliamente en los alimentos y, por lo general, no es fácil sufrir una deficiencia. Sólo durante el embarazo, la lactancia y el desarrollo infantil las mujeres pueden ser relativamente deficientes debido al aumento de las demandas. Debido a que la vitamina B12 y el ácido fólico son factores de maduración de los glóbulos rojos, se ha descubierto que la vida útil de los glóbulos rojos normales y maduros se acorta, y la cantidad de hemoglobina y el número de glóbulos rojos en pacientes que carecen de factores de maduración disminuyen considerablemente. reducido. Este tipo de anemia, provocada por la falta de vitamina B12 y ácido fólico, se llama anemia megaloblástica o anemia perniciosa.
¿Cómo se regula la eritropoyesis?
La función hematopoyética normal de la médula ósea regula la eritropoyetina y los andrógenos en el líquido receptor, lo que es de gran importancia para mantener la relativa estabilidad del valor normal de los glóbulos rojos.
La eritropoyetina (EPO) es una glicoproteína con un peso molecular de 39.000 que se produce principalmente en los riñones y en pequeña medida en el hígado y los macrófagos. Cuando el cuerpo humano está hipóxico, se estimula a los riñones para que produzcan eritropoyetina, que aumenta y actúa sobre la médula ósea para activar la hematopoyesis en la médula ósea y aumentar los glóbulos rojos para satisfacer las necesidades del cuerpo. Se descubrió que la eritropoyetina actúa principalmente sobre los receptores de la membrana de las células progenitoras eritroides de la médula ósea, acelerando su proliferación y diferenciación en eritroblastos. También acelera la división y proliferación de los glóbulos rojos jóvenes y la síntesis de hemoglobina.
Los andrógenos pueden actuar sobre los riñones y los tejidos extrarrenales para aumentar la eritropoyetina, lo que afecta indirectamente a la función hematopoyética de la médula ósea. Al mismo tiempo, puede estimular directamente la función hematopoyética de la médula ósea. Por tanto, los andrógenos sintéticos son clínicamente útiles en el tratamiento de determinadas anemias. Generalmente, los hombres adultos tienen un recuento de glóbulos rojos y hemoglobina más altos que las mujeres, lo que está relacionado con los niveles de andrógenos.
¿Qué es la destrucción de los glóbulos rojos en condiciones fisiológicas?
En condiciones fisiológicas normales, el recambio de glóbulos rojos y plaquetas es extremadamente activo. El cuerpo humano produce alrededor de 2.500 millones de glóbulos rojos por kilogramo de peso corporal cada día y, al mismo tiempo, se destruyen alrededor de 2.500 millones. En el estado fisiológico del cuerpo humano, cuánto se produce y cuánto se destruye, los dos siempre mantienen un equilibrio dinámico. El tiempo medio de supervivencia de los glóbulos rojos maduros desde la médula ósea hasta la circulación sanguínea hasta que son destruidos por el envejecimiento es de unos 120 días.
Hay muchos factores que destruyen los glóbulos rojos, como la disminución de la tasa de glucólisis y de la actividad enzimática de los glóbulos rojos envejecidos, la disminución del trifosfato de adenosina intracelular (ATP, que proporciona principalmente energía para las actividades celulares) , transporte anormal de Na+ y K+, antígeno y La adsorción de anticuerpos en los glóbulos rojos o la disolución de los glóbulos rojos por las sales biliares, etc. , estos pueden provocar fácilmente la ruptura de los glóbulos rojos.
La razón principal es aumentar la fragilidad de la membrana de los glóbulos rojos envejecidos, que se destruyen fácilmente con el impulso sanguíneo, especialmente cuando fluyen a través del bazo, y son fácilmente retenidos y fagocitados por fagocitos mononucleares, por lo que el bazo es el principal órgano que destruye el rojo. células sanguíneas. Después de que los glóbulos rojos son fagocitados y digeridos por el sistema de fagocitos mononucleares, el hierro divalente liberado por la descomposición de la hemoglobina se vuelve a suministrar a la médula ósea para la hematopoyesis como "hierro endógeno" para su reutilización. El hemo sin hierro se convierte en pigmento biliar y se transporta al hígado para su tratamiento.
Clínicamente, los pacientes con hiperesplenismo suelen presentar anemia debido a la destrucción excesiva de los glóbulos rojos. Según los principios anteriores, los médicos utilizan la esplenectomía para tratar esta anemia hemolítica.
¿Cuál es la estructura fisiológica normal de la membrana de los glóbulos rojos?
Desde una perspectiva fisiológica, la membrana de los glóbulos rojos es una estructura que separa el contenido de los glóbulos rojos (hemoglobina) del entorno que los rodea (plasma). Las concentraciones moleculares de varios iones y metabolitos en los glóbulos rojos son muy diferentes a las del plasma extracelular. La membrana de los glóbulos rojos se encuentra entre ambos, formando una barrera que permite que los glóbulos rojos mantengan una composición química normal, pero al mismo tiempo. Sirve para comunicar el movimiento interno y externo de las moléculas, regulando el movimiento de transporte de sodio, potasio, calcio, óxido de glutatión y glucosa dentro y fuera de las células. Además, las proteínas de la membrana y la configuración especial en forma de disco de los glóbulos rojos dotan a los glóbulos rojos de un alto grado de deformabilidad, lo que les permite pasar a través de capilares o senos esplénicos con diámetros mucho más pequeños sin sufrir daños mecánicos. La falla de la función de la membrana celular significa hemólisis y muerte celular.
La estructura de las membranas de los glóbulos rojos se explica generalmente mediante la teoría del modelo del mosaico líquido. Se cree que la membrana de los glóbulos rojos está compuesta por muchas moléculas de fosfolípidos bien dispuestas con moléculas de colesterol y glicolípidos no esterificados incrustadas en su interior. La parte "cabeza" (extremo carboxilo) del fosfolípido mira al citoplasma por un lado y al plasma por el otro. Las porciones largas de "cola" (terminales amino) de los fosfolípidos que contienen grupos acilo se entrelazan en una red que se convierte en el núcleo lipófilo e hidrofóbico de la membrana. A temperatura ambiente, este núcleo hidrofóbico se encuentra en estado de cristal líquido. Esto facilita las funciones fisiológicas extremadamente importantes de los glóbulos rojos, a saber, la flexibilidad y la deformabilidad. Muchas proteínas y lipoproteínas de membrana están incrustadas de forma irregular en la doble capa compuesta de fosfolípidos, algunas solo están incrustadas en la capa interna o externa y otras penetran tanto en la capa interna como en la externa. Esta configuración permite que los lípidos y las proteínas se muevan libremente dentro del plano de la membrana hacia ambos lados, mientras que el movimiento de las proteínas a través de la bicapa está muy restringido y desempeña un papel en la inmovilización de la bicapa lipídica. Los fosfolípidos fuera de la membrana son principalmente fosfatidilcolina y esfingomielina. Los fosfolípidos de la superficie interna de la membrana son fosfatimididoetanol y fosfocoilserina. También hay una capa de glicoproteínas en el exterior de la doble capa, que se origina en la membrana y se extiende hacia afuera en una estructura dendrítica, dispersa entre las moléculas lipídicas. Los antígenos del grupo sanguíneo ABO existen en forma de glicoproteínas. Los antígenos Rh también están expuestos en el exterior de las membranas de los glóbulos rojos, con aproximadamente 10.000 en cada glóbulo rojo. Aproximadamente el 17% de las proteínas de membrana tienen una configuración helicoidal. La superficie más externa de la adventicia también puede absorber cantidades variables de moléculas de proteínas plasmáticas, como albúmina e inmunoglobulina G.
Hay una capa de proteína de andamio en la superficie interna de la membrana de los glóbulos rojos, formando una estructura de red, que es crucial para regular las propiedades de deformación de los glóbulos rojos. Los componentes principales de este andamio son fibras cortas de proteínas contráctiles y actina. Estas dos proteínas se adhieren a las membranas celulares. Las moléculas en forma de varilla de las proteínas contráctiles existen principalmente en forma de tetrámeros o polímeros, que se extienden sobre la superficie interna de la membrana para formar una estructura en forma de celosía. Esto hace que la doble capa de la membrana de los glóbulos rojos sea flexible y deformable. Si aumenta la proporción de dímeros de las proteínas contráctiles, la fuerza de soporte de todo el andamio celular se debilitará, lo que aumentará la fragilidad mecánica de los glóbulos rojos y provocará hemólisis.
¿Cuál es la composición química de las membranas de los glóbulos rojos?
La membrana de los glóbulos rojos contiene lípidos y proteínas, cada uno de los cuales representa aproximadamente la mitad del peso.
(1) Lípidos de membrana
Según la concentración molar, la mitad de los lípidos son fosfolípidos y la otra mitad son colesterol. Los fosfolípidos y el colesterol no lipidado representan más del 95% de todos los lípidos de las membranas celulares. Además, hay pequeñas cantidades de glicolípidos, glicéridos, fosfolípidos de poliglicerol, ácido fosfatídico y ácidos grasos libres. Los fosfolípidos se pueden dividir en varias categorías. Todos los fosfolípidos, excepto la esfingomielina, comparten una característica común: un grupo lateral unido al tercer átomo de carbono del glicerol a través de un fosfodiéster. En la mayoría de los casos, hay dos ácidos grasos esterificados en las posiciones 1 y 2 de la molécula de glicerol.
Los principales fosfolípidos y sus concentraciones en la membrana de los glóbulos rojos son: fosfatidilcolina (PC) 30%; fosfatimidoetanolamina (PE) 28%; fosfatidilserina (PS) 14%; ácido 2%; fosfatidilinositol aproximadamente 1%; una pequeña cantidad de lisofosfolípidos;
El contenido y las propiedades de los lípidos de la membrana de los glóbulos rojos afectan directamente a las propiedades físicas de la membrana.
Los cambios en la composición de los lípidos de la membrana afectan tanto la permeabilidad pasiva de los cationes como la elasticidad mecánica de los glóbulos rojos. Existen interacciones importantes entre varios lípidos importantes. Por ejemplo, generalmente se cree que el colesterol mejora la estabilidad de las estructuras bicapa bimoleculares de fosfolípidos. Otro ejemplo es que el grupo de ácidos grasos del ácido fosfórico puede afectar las propiedades de la membrana. El aumento de la longitud de la cadena o la saturación de hidrocarburos puede reducir la fluidez de los lípidos.
Los lisofosfolípidos son un grupo de fosfolípidos que contienen un solo ácido graso. Si bien tiene poco contenido, la funcionalidad es importante. A diferencia de los fosfolípidos con dos ácidos grasos y alta lipofilicidad, ¿la lipofilicidad y la hidrofilicidad de los lisofosfolípidos están equilibradas y distribuidas en el agua? Tendencias entre superficies no acuosas. La especial solubilidad de este fosfolípido potencia sus propiedades depurativas y acelera el intercambio entre la membrana celular y el citoplasma. Estas propiedades permiten que concentraciones bajas (2 × 10-4 M) de lisofosfolípidos disuelvan las membranas celulares, mientras que concentraciones más bajas cambiarán en gran medida la forma de los glóbulos rojos y formarán acantocitos. Por lo tanto, los lisofosfolípidos son potencialmente dañinos para los glóbulos rojos. Los glóbulos rojos maduros ya no sintetizan ácidos grasos, pero cuando circulan por la sangre, pueden absorber continuamente nuevos lípidos del plasma y reorganizarlos, renovando los lípidos originales en la membrana celular. Existen muchas vías bioquímicas que facilitan la desintoxicación de los productos de degradación de los lípidos y el recambio de lípidos. El colesterol libre en la membrana y el colesterol no esterificado en el plasma se equilibran mediante un rápido intercambio pasivo. Por el contrario, el colesterol esterificado no puede unirse a los glóbulos rojos. La lecitina-colesterol aciltransferasa (LCAT) en plasma afecta indirectamente la concentración de colesterol en las células al regular la concentración de colesterol libre en plasma. Algunos fosfolípidos de la membrana también se intercambian pasivamente con fosfolípidos del plasma, pero este intercambio se limita a la fosfatidilcolina. La lisofosfatidilcolina de los glóbulos rojos se encuentra en equilibrio de intercambio con los ácidos grasos libres. Todos estos mecanismos pasivos implican la unión de proteínas a lípidos. Si hay un obstáculo en la vía pasiva, el contenido de lisofosfatidilcolina aumenta, lo que provoca una deformación progresiva de los glóbulos rojos, un aumento de la permeabilidad de los cationes y, finalmente, hemólisis. Para que los ácidos grasos libres entren en las capas más profundas de la membrana, el ATP debe proporcionar energía. En lo profundo de la membrana, los ácidos grasos tienen acceso a vías de autoacilación.
La otra forma importante en la que las membranas de los glóbulos rojos se unen a los lípidos requiere mecanismos de transporte activo. Los ácidos grasos libres en la membrana interactúan con la lisofosfatidilcolina en una reacción para producir el compuesto diacilo intacto, la fosfatidilcolina. Esta reacción requiere la participación de ATP, coenzima A e iones de magnesio. Para los glóbulos rojos maduros, la renovación de los lípidos de la membrana es extremadamente importante.
(2) Proteínas de membrana
Mediante la electroforesis en gel de poliacrilamida, las proteínas de las membranas de los glóbulos rojos se pueden dividir en más de diez componentes. Todas las glicoproteínas están expuestas en la superficie lipídica de la capa externa de la membrana, formando una estructura dendrítica. La mayoría de estas proteínas transportan antígenos y/o receptores de glóbulos rojos, como la glicoforina, diversos transportadores (transportador de aniones, transportador de glucosa, etc.), adenosina trifosfatasa de sodio y potasio, etc. Estas proteínas integrales de membrana penetran o se extienden dentro de la bicapa lipídica, interactúan con el núcleo lipídico hidrofóbico y quedan firmemente ancladas a la membrana.
La distribución de las proteínas sin azúcar se restringe a la superficie adyacente a la membrana interna. Estas proteínas incluyen enzimas (como la gliceraldehído trifosfato deshidrogenasa y la fosfoglicerato quinasa), proteínas estructurales y hemoglobina. Estas proteínas de membrana están fuera de la capa lipídica y están bastante vagamente asociadas con la membrana. En la superficie de la membrana externa hay una capa de proteína de andamio de membrana, cuyos componentes principales son proteínas contráctiles y actina.
¿Cuáles son las funciones normales de la membrana de los glóbulos rojos?
Las funciones normales de la membrana de los glóbulos rojos incluyen principalmente la capacidad de deformación de los glóbulos rojos, la regulación del equilibrio iónico en los glóbulos rojos, el mantenimiento del volumen celular y la estabilización del entorno interno de Ca2+.
(1) La deformabilidad de los glóbulos rojos
Los glóbulos rojos normales han experimentado innumerables ciclos de flujo sanguíneo humano durante sus 120 días de vida. Se estima que recorrerá una distancia de hasta 150 kilómetros. Esto demuestra que los glóbulos rojos son bastante resistentes al desgaste. El diámetro de los glóbulos rojos normales es de aproximadamente 7 a 8 micrones, mientras que las partes más pequeñas de los capilares de microcirculación y del seno esplénico miden solo 3 μm. Obviamente, para que los glóbulos rojos pasen por estos lugares con diámetros mucho más pequeños sin sufrir daños, deben ser bastante flexibles en cuanto a sexo y capacidad para cambiar de forma. Los glóbulos rojos normales pueden restaurar espontáneamente su forma de disco después de una deformación significativa.
La razón por la que los glóbulos rojos tienen una deformabilidad tan fuerte está relacionada con muchos factores, los más importantes de los cuales son la alta relación entre el área y el volumen de los glóbulos rojos, la flexibilidad y la deformabilidad de la propia membrana celular, y la viscosidad dentro de las células.
Un glóbulo rojo normal es un disco con lados cóncavos, no una esfera, por lo que el área es relativamente mayor que el volumen. Su área excede el área mínima que puede acomodar todos los contenidos (alrededor del 60 % al 70 %), lo que hace que la membrana se deforme. estar muy deformado. Una esfera es una forma geométrica con el área más pequeña que puede contener la misma cantidad de contenido. Si los glóbulos rojos se volvieran esféricos, no tendrían ninguna capacidad de deformarse. Si los aprietas, se romperán. Si se colocan glóbulos rojos normales en una solución hipotónica, el agua entrará en las células para aumentar el volumen y la relación entre área y volumen disminuirá, lo que dará como resultado una disminución en la deformabilidad de los glóbulos rojos. Cuando los glóbulos rojos encuentran resistencia, la membrana de los glóbulos rojos es propensa a combarse y su capacidad de deformación también está estrechamente relacionada con la flexibilidad de la membrana. La viscosidad interna de los glóbulos rojos está relacionada con la interacción entre moléculas de hemoglobina muy compactas.
(2) Regular el equilibrio iónico de los glóbulos rojos y mantener el volumen celular.
Los glóbulos rojos mantienen su volumen y contenido de agua mediante la concentración de Na+ y K+ dentro de las células. La concentración de Na+ en plasma es aproximadamente 12 veces mayor que la de los glóbulos rojos, y el Na+ en plasma puede penetrar en los glóbulos rojos mediante un proceso pasivo. En circunstancias normales, la infiltración de una pequeña cantidad de cationes puede mantener un equilibrio normal debido a que la bomba de cationes activa expulsa Na+ (3 mEq/L glóbulos rojos/hora) e importa K+ (2 mEq/L glóbulos rojos/hora). La actividad de estas bombas de cationes requiere trifosfato de adenosina (ATP) para suministrar energía, y este suministro de energía depende de la Na-K-ATPasa de la membrana celular. Un aumento del Na+ intracelular o una disminución del K+ intracelular pueden activar la Na-K-ATPasa. Sólo una pequeña cantidad de bombas (estimada en unas 200 por glóbulo rojo) es suficiente para mantener concentraciones intracelulares altas de K+ (100 mEq/L de glóbulos rojos) y bajas de Na+ (10 mEq/L de glóbulos rojos). Si los cationes penetran en los glóbulos rojos sin restricción, la capacidad compensatoria de la bomba de cationes es limitada; si se excede su límite compensatorio, el volumen de glóbulos rojos cambiará. El Na+ penetra más de lo que se excreta el K+, lo que hace que los glóbulos rojos se hinchen. Si la penetración de Na+ es menor que la excreción de K+, los glóbulos rojos se reducirán.
(3) Estabilizar el ambiente interno de Ca2+
El exceso de Ca2+ en los glóbulos rojos es perjudicial para las células. La Ca2+-Mg2+-ATPasa de la membrana de los glóbulos rojos es una bomba de calcio eficaz que puede descargar el exceso de Ca2+ y mantener la concentración normal de Ca2+ intracelular. En circunstancias normales, el contenido de Ca2+ en los glóbulos rojos es muy pequeño (48 μM) y la concentración extracelular (10 ~ 15 mm) es mucho mayor. Si la penetración de Ca2+ excede la capacidad de descarga de la bomba de calcio, la acumulación excesiva de Ca2+ en la célula hará que la membrana se vuelva rígida, lo que provocará que los glóbulos rojos cambien de glóbulos rojos con forma de disco cóncavo a glóbulos puntiagudos. En los glóbulos rojos que carecen de ATP, el Ca2+ intracelular puede hacer que las células pierdan K+ y H2O (lo que se denomina efecto Gados). Como resultado, los glóbulos rojos se convierten en células encogidas que pierden agua. Este tipo de células también pierde su capacidad de deformarse y queda fácilmente atrapada en el seno esplénico y es engullida y destruida.
¿Cómo obtienen los glóbulos rojos energía de la glucólisis?
Las actividades de la vida normal del cuerpo humano dependen de los glóbulos rojos para transportar hemoglobina y oxígeno a los tejidos. Las funciones fisiológicas normales de los glóbulos rojos dependen de actividades metabólicas continuas. La actividad metabólica requiere energía. Los glóbulos rojos maduros absorben glucosa del plasma libre de glucógeno y obtienen energía mediante la glucólisis.
La glucólisis de la glucosa y la obtención de energía a partir de ella debe depender de la acción de una serie de enzimas. Estas enzimas son producidas por glóbulos rojos nucleados en la médula ósea. Los reticulocitos no tienen núcleo, pero aún contienen mitocondrias y microsomas y pueden sintetizar una pequeña cantidad de proteínas. Cuando los reticulocitos se convierten en glóbulos rojos completamente maduros, pierden sus mitocondrias y microsomas y, por tanto, la capacidad de sintetizar nuevas enzimas. Se puede observar que durante el metabolismo de los glóbulos rojos, las enzimas originales se consumen y reducen gradualmente, y su actividad metabólica disminuye gradualmente.
¿Cuáles son las dos formas de glucólisis de la glucosa en los glóbulos rojos?
La glucólisis de la glucosa en los glóbulos rojos se produce principalmente de las dos formas siguientes.
(1) Vía de la glucólisis directa (EMP);
Los glóbulos rojos dependen principalmente de esta vía metabólica para obtener energía a partir de la glucosa. Alrededor del 90% al 95% de la glucosa completa su proceso de glucólisis bajo la acción de más de diez tipos de enzimas. La glucosa se glicoliza directamente mediante una serie de procesos de fosforilación y finalmente se convierte en lactato o piruvato, se difunde fuera de los glóbulos rojos y se transporta a otros tejidos para su oxidación.
La glucosa produce principalmente trifosfato de adenosina (ATP), dinucleótido de nicotinamida y adenina reducido (NADPH) y 2,3-bisfosfoglicerato (2,3-3DPG) durante la glucólisis directa.
La glucólisis de los glóbulos rojos es muy sensible al pH. Cuando el pH es adecuadamente alto, la glucólisis se acelera. Cuando el pH cae por debajo de 7,0, la glucólisis se detiene casi por completo.
(2)Bypass de hexosa fosfato (HMP):
El bypass de hexosa fosfato es un proceso metabólico de oxidación directa de la glucosa. La glucosa-6-fosfato deshidrogenasa (G6PD) es la enzima clave en este proceso. La cantidad de glucosa que ingresa a esta vía metabólica está relacionada con la cantidad de NADP+. En circunstancias normales, los glóbulos rojos