Fisiología del Hematíe

1. Características del Hematíe

Son anucleados y no pueden sintetizar proteínas. Son las células más abundantes de la sangre, suponiendo el 99% de los cuerpos formes sanguíneos. En el HOMBRE (5,5 millones de glóbulos rojos por mm³) y en la MUJER (4,7 millones por mm³). Los eritrocitos tienen forma de disco bicóncavo, lo que permite deformarse fácilmente para acceder a todas las células del organismo y facilitar el acoplamiento del O₂ a la Hb. El mantenimiento de esta forma conlleva un gran gasto energético.

El hematíe tiene un diámetro mayor de 8 micras, un espesor máximo de 2,5 micras, un espesor mínimo de 1 micra y un volumen de 90 fL (Femto Litro).

En la membrana (Banda 3 – Glucoforina) y en el citoplasma/citoesqueleto (Anquirina y Espectrina) son unas proteínas especiales encargadas de deformar el hematíe. La interacción entre estas proteínas, mediante Uniones Horizontales (entre Anquirina y Espectrina) y Uniones Verticales (entre proteínas tanto de membrana y citoesqueleto), es capaz de deformar al hematíe para adaptarlo a la estrechez del capilar.

Una deficiencia de anquirina provoca la Esferocitosis Hereditaria, enfermedad por la cual los eritrocitos pierden su concavidad pasando a tener forma esférica, reduciendo así la concentración de Hb en los Glóbulos Rojos.

2. Funciones del Hematíe

• La principal función del eritrocito es transportar el O₂ y el CO₂. El CO₂ es transportado en forma de HCO₃^– (bicarbonato) gracias a la Anhidrasa Carbónica, enzima capaz de convertir el CO₂ captado de las células en HCO₃^–.
• Los GR son capaces de mantener el pH sanguíneo gracias a la Hb, proteína capaz de realizar un efecto tampón; y las proteínas de carácter antigénico permiten conocer el grupo sanguíneo.

3. Hemoglobina

La síntesis de Hb se inicia en el estadio de PROERITROBLASTO y se mantiene hasta la situación de RETICULOCITO. La Hb es un tetrámero formado por 4 cadenas polipeptídicas de globina iguales 2 a 2, las cuales pueden ser alfa, beta, gamma, delta o épsilon; y 4 grupos hemo formados por un anillo de protoporfirina y un átomo de Fe²⁺ en el centro de cada anillo.

La globina puede cambiar su posición estructural en función de si la Hb está oxigenada o no. El hierro puede estar en forma funcional o reducida (Fe²⁺) o en forma afuncional u oxigenada (Fe³⁺). El mantenimiento de esta forma reducida cuesta energía, y si la Hb no posee este hierro en forma reducida pasa a llamarse metaHb. Cada átomo de Fe²⁺ puede portar 1 molécula de O₂, por tanto, cada Hb portará 4 moléculas de O₂ al haber 4 átomos de Fe por Hb.

En cada hematíe hay unos 280 millones de moléculas de Hb, y en cada gramo de Hb puede adherirse 1.34 mL de O₂. Una persona posee 900 gramos de Hb.

Tipos de Hb

1. Embrionaria:
   • Gower 1: 2ζ y 2ε.
   • Gower 2: 2α y 2ε.
   • Portland: 2ζ y 2γ.
2. Fetal: Compuesta por 2α y 2γ, en el recién nacido supone el 75% y en el adulto menos del 2.5%.
3. Adulta:
   • HbA: 2α y 2β (supone más del 95%).
   • HbA2: 2α y 2δ (menos del 3% del total de Hb del individuo).

Además la Hb puede denominarse OxiHb, cuando está unida al O₂ antes de cederlo, con hierro en estado Fe²⁺. En la sangre con condiciones fisiológicas normales con una pO₂ de 100 mmHg, la OxiHb supone el 97% del total; DesoxiHb tras ceder el O₂, siendo más oscura, y con el hierro en forma Fe²⁺; CarbamilHb, cuando la Hb está unida al CO₂, cuya unión al hierro es 270 veces más afín que cuando se unen O₂ y hierro, lo que provocará el desplazamiento del O₂ para que pueda ser cedido; y MetaHb cuando el hierro es oxidado a Fe³⁺, por lo que la Hb será afuncional. En condiciones patológicas se puede presentar otro tipo de Hb, la CarboxiHb, unida a CO lo que provoca la intoxicación del individuo ya que la unión entre la Hb y el CO es irreversible.

Metabolismo Intracelular del Hematíe

La principal sustancia energética del hematíe es la glucosa, necesaria para mantener la forma y la situación osmótica, así como reducir la Hb y convertir el Fe³⁺ a Fe²⁺. El hematíe obtendrá la energía mediante la glucólisis anaerobia, obteniéndose la mayoría del ATP necesario. También existen otras vías alternativas que cumplen al menos alguna de las funciones necesarias para el hematíe.

1. Vía de las Pentosas Fosfato: Obtenemos NADPH para reducir el hierro.
2. Ciclo de Rapoport-Luebering: nos permite obtener 2,3-Difosfoglicerato, sustancia que facilita la captación de O₂ por parte de la Hb.
3. Vía de la Metahemoglobín Reductasa: Actuará reduciendo Hb mediante el NADH+H⁺.

Hemólisis

Es la ruptura de los eritrocitos y se puede producir por culpa de un traumatismo que deforme en exceso la membrana celular, rompiéndola; o por el desgaste del eritrocito al carecer de núcleo.

La hemólisis se puede producir en varios lugares, diferenciando entre la hemólisis intravascular, en la que la Hb se une a otra proteína transportadora de Hb (Haptoglobina) impidiendo su eliminación urinaria para su reutilización en el hígado y suponiendo entre el 10 y el 20% de la hemólisis corporal; y hemólisis extravascular, producida principalmente en el bazo gracias a sus macrófagos, que detectan las proteínas de membrana de los eritrocitos dañados, fagocitando al hematíe entero. En la hemólisis extravascular la Hb se escindirá en sus 2 componentes principales, la globina y el grupo hemo, que seguirán caminos distintos. En ausencia de bazo, otros órganos pueden desarrollar esta actividad hemolítica, como es el caso del hígado y la médula ósea.

La globina, tras la ruptura del hematíe, se escindirá en sus aminoácidos, utilizables para regenerar tejidos u obtener energía. El grupo hemo se convertirá en Fe²⁺ y bilirrubina. La bilirrubina, procedente de la degradación de la protoporfirina, se unirá a la albúmina para ser transportada al hígado, donde se almacenará en forma de bilis, la cual es vertida al intestino, pasando a ser excretada en forma de urobilina en la orina y en forma de estercobilina en las heces. El Fe²⁺ será reutilizado para la síntesis de proteínas y Hb entre otros procesos.

4. Metabolismo del Hierro

El hierro es un elemento esencial y tóxico a partes iguales. En hombres está presente en una concentración de 50 mg/kg. Y en mujeres el 0.1% del Fe se encuentra en el plasma. El hierro se diferencia en hierro hemínico, que supone el 70% del total, formando parte de la Hb, mioglobina, citocromos, etc; y hierro no hemínico o de reserva: 30% del hierro corporal total, ubicado en hígado, músculo, bazo, sangre y médula ósea, principalmente en forma férrica (Fe³⁺), llamándose ferritina y hemosiderina en tejidos y transferrina en sangre.

Balance de Hierro

Necesitamos 1 mg/día de Fe para reponer las pérdidas derivadas de la descamación de la piel, regla, etc. Normalmente en la dieta ingerimos entre 10 y 20 mg/día, por lo que es lógico pensar que nuestro organismo absorberá de manera deficiente el hierro.

Podemos obtener el hierro en estado férrico (Fe³⁺), procedente de lentejas, yema de huevo y vegetales de hoja verde, pero este Fe³⁺ es de difícil absorción. La vitamina C y el HCl son capaces de transformar este Fe³⁺ en Fe²⁺, facilitando así su absorción. Las carnes rojas y las vísceras contienen también Fe²⁺, que es de fácil absorción.

El hierro es absorbido en el duodeno por parte de los enterocitos. El primer paso de la absorción del hierro es la reducción (si hiciera falta) del Fe³⁺ por parte de una reductasa presente en la membrana del enterocito. El hierro en forma reducida penetra en el enterocito, pudiendo quedar directamente almacenada en el interior. En caso de déficit de hierro en el resto del organismo, el Fe²⁺ pasa de nuevo a Fe³⁺ y pasa del enterocito a sangre donde, transportado por la transferrina, llegará principalmente a la médula ósea. En la médula volverá a reducirse para sintetizar Hb.

La absorción de hierro está regulada por 2 mecanismos:

• Modelo de Cripta Programada: Se produce cuando existe hierro no hemínico en los enterocitos, que son los encargados de marcar las necesidades de hierro del organismo (ya que si hay hierro acumulado en el enterocito es porque no es necesario en otros tejidos). Cuando haya hierro en el enterocito no se absorberá más, y cuando no haya, se absorberá.
• Modelo Hepcidina: Se produce gracias a la hepcidina, molécula de origen hepático que inhibe el paso de hierro al enterocito.

Transporte del Hierro

Se realiza gracias a la transferrina, que cede el Fe a todas las células del organismo que posean un receptor específico para la transferrina en su membrana. Una vez el hierro entra en la célula puede unirse a las proteínas que lo requieran para ser funcionales, o almacenarse, o unirse a transferrina de nuevo e ir a otra célula. Si el hierro llega a la médula ósea se liberará en estado Fe³⁺ y se unirá a los eritroblastos, eritroblastos cromatófilos, reticulocitos, etc.

Almacenamiento del Hierro

Se almacena principalmente en el hígado y el músculo en forma de ferritina, formada por 24 cadenas peptídicas en forma de concha que pueden llegar a englobar hasta 4300 moléculas de Fe(OH)₃; y en forma de hemosiderina, formada por la acumulación de varias ferritinas. La ferritina será el principal reservorio de hierro del organismo, ya que, la hemosiderina es más estable, y por ello su ruptura es más costosa energéticamente.

Eliminación del Hierro

Nuestro organismo elimina 1 mg/día de hierro a través de las heces, principalmente por la descamación de las células del intestino; también se elimina por el sudor, la orina, la descamación de la piel y la regla. Las mujeres eliminan 1.5 mg. La anemia por pérdida excesiva de hierro es la enfermedad más frecuente en mujeres en periodo menstrual.

Parámetros Plasmáticos Relacionados con el Fe y los Eritrocitos

1. Parámetros Férricos:
   • Fe libre en plasma (sideremia en sangre): 90-170 μg/dL.
   • Saturación de transferrina: 25-35%.
   • Niveles de ferritina en sangre: 20-200 pg/mL.
2. Parámetros Eritrocíticos:
   • Nº de hematíes.
   • Hb en sangre.
   • Hematocrito.
   • Índices Eritrocíticos:
     • VCM (Volumen Corpuscular Medio): 85 fL.
     • HCM (Hb Corpuscular Media): 30 pg).
     • CHCM (Concentración de Hb Corpuscular Media): 34%).

Todos estos valores estudian el Fe y la serie roja sanguíneos, y sirven para valorar la presencia o no de anemias en un paciente. El nivel de ferritina en sangre es el principal parámetro a la hora de valorar la presencia de una anemia, bajos valores indican anemia.

6. Otros Factores Necesarios para la Eritropoyesis

Para sintetizar hematíes, aparte del hierro, es necesario ingerir cobalamina (vitamina B12) y ácido fólico. Estas sustancias intervienen en la formación del material genético del eritroblasto.

• La vitamina B12 se puede ingerir a través de vísceras, leche y huevos. Se absorbe en el íleon gracias al factor intrínseco, producido por las células parietales de la mucosa estomacal. La vitamina B12 se almacena en el hígado y aparte de formar el ADN del eritroblasto, también forma parte del grupo hemo. La deficiencia de vitamina B12 causa anemia megaloblástica, es decir, hematíes con un tamaño demasiado grande como para absorber óptimamente el O₂ del medio. Es transportada por transcobalaminas.
• El ácido fólico se obtiene de los vegetales. Se absorbe en el duodeno y el yeyuno, y aparte de sintetizar ADN, sirve para catalizar reacciones de metilación. El déficit de ácido fólico causa espina bífida y anemia megaloblástica. La anemia por falta de hierro se llama anemia microcítica.

Fisiología Plaquetaria. Hemostasia Primaria

1. Plaquetas/Trombocitos

Son las responsables de la hemostasia primaria. Las plaquetas son los elementos formes más pequeños, con un diámetro de 2 o 3 micras y con capacidad contráctil y secretora. La concentración de plaquetas en sangre es de 150.000 a 400.000 por mm³, y su vida media es de entre 7 y 12 días. Las plaquetas se destruyen en el bazo.

Trombopoyesis

Es el proceso de diferenciación y maduración de plaquetas en la médula ósea, a partir del megacariocito (da de 1000 a 2000 plaquetas) o célula precursora plaquetaria. Por endocitosis se escinde el megacariocito y se forman las plaquetas. Cada plaqueta es distinta de las demás. La trombopoyesis está regulada por la trombopoyetina, una hormona segregada por el hígado.

Características Estructurales

Las plaquetas son los elementos formes más pequeños de la sangre (2-3 μm), son anucleadas y tienen actividad contráctil y secretora. En la membrana poseen unas glucoproteínas que actúan como receptores para interaccionar con las células del endotelio principalmente.

• En la membrana además habrá fosfolípidos, destacando el Factor Plaquetario 3. Entre las glucoproteínas están las integrinas, los receptores con repeticiones ricas en leucina, el complejo GP IIb/IIIa (que actuará como receptor para el fibrinógeno y el factor de Von Willebrand). Además las plaquetas poseerán otros receptores no glucoproteicos activadores de la coagulación plaquetaria, que interaccionarán con el colágeno, la trombina, adrenalina, serotonina, ADP; y receptores no glucoproteicos inhibidores, que reaccionarán con las prostaglandinas.
• En el citoesqueleto, los microfilamentos y microtúbulos permitirán a las plaquetas crear pseudópodos para desplazarse a la hora de la coagulación.
• En el interior de las plaquetas habrá además gránulos de secreción, diferenciándose entre gránulos densos (poseen calcio, serotonina, ATP y ADP) y gránulos alfa (poseen Factor Plaquetario 4, factor de crecimiento de fibroblastos y factores de coagulación como fibrinógeno, factor V y de Von Willebrand). La importancia de estos gránulos es el mantenimiento de la hemostasia primaria y el inicio de la hemostasia secundaria o coagulación.

Función y Mecanismo Plaquetario

La principal función de las plaquetas es el inicio de la hemostasia, conjunto de mecanismos que se ponen en marcha para detener las pérdidas masivas de sangre. En condiciones normales las plaquetas son afuncionales, permaneciendo en un estado inactivo propiciado por la presencia de prostaglandinas (prostaciclinas) y NO, sustancias secretadas por el endotelio vascular.

Las plaquetas se activan a partir de una lesión vascular, principalmente causada por un traumatismo accidental, aunque también puede producirse por la presencia de un ateroma de colesterol o un proceso inflamatorio. Las plaquetas se encargan de la hemostasia primaria, caracterizada por la formación de un trombo plaquetario llamado «trombo blanco». Para esta hemostasia primaria, la plaqueta realiza 4 pasos: adhesión, activación, secreción y agregación.

2. Hemostasia

Está compuesta por 3 fases: hemostasia primaria (plaquetaria), hemostasia secundaria (coagulación) y fibrinólisis. Todas suceden casi a la vez, ya que, las plaquetas poseen gránulos con factores de coagulación. En la fibrinólisis se destruye el tapón formado en la hemostasia. Un defecto de la capacidad de hemostasia causa hemorragias y un exceso trombosis.

Hemostasia Primaria

1. Vasoespasmo o Vasoconstricción (Fase Vascular): Tras la lesión vascular, mediante un mecanismo reflejo mediado por la adrenalina se inicia una vasoconstricción. Si esta vasoconstricción no fuera suficiente para cortar la hemorragia, las plaquetas comienzan a segregar serotonina para que se aumente la vasoconstricción. Superada esta fase, si no fuera suficiente se pasa a la fase plaquetaria.
2. Fase Plaquetaria (Adhesión Plaquetaria; Activación-Secreción; Agregación): La primera parte es la adhesión plaquetaria a las fibras de colágeno del subendotelio vascular. En esta unión colabora el factor de Von Willebrand, presente en el plasma y los gránulos plaquetarios. Luego las plaquetas se activan, cambiando su forma y adoptando una conformación esférica y pegajosa. Luego se libera el contenido de los gránulos plaquetarios con el FP-4 atrayendo por quimiotaxis a más plaquetas e iniciando la agregación plaquetaria. El FP-4 es un importante vasoconstrictor. Después se produce la exposición hacia el exterior de los fosfolípidos de membrana plaquetarios, en especial el FP-3, que empalma con la coagulación. Para finalizar, gracias al complejo GP IIb/IIIa se producen puentes entre el fibrinógeno y las glucoproteínas plaquetarias, ya que el fibrinógeno es un dímero lo que permite unirse a 2 ligandos plaquetarios distintos (también ayuda el factor de Von Willebrand). Con esto se termina de formar el trombo blanco/coágulo primario, soluble en el plasma y por tanto, reversible. Además es semipermeable. Para que sea impermeable es necesario que comience la hemostasia secundaria.

Antiagregantes Plaquetarios

1. Antiagregantes Fisiológicos (naturales): segregados por el endotelio vascular. (Son: NO y la PGI₂: prostaciclina, es antagónica del tromboxano A2, un potente vasoconstrictor). Estas sustancias inhiben la acción plaquetaria.
2. Ingiriendo o recibiendo dosis de ácido acetilsalicílico (la aspirina) también podemos inhibir al TXA₂.

Pruebas de Laboratorio

1. Recuento Plaquetario (Test Cuantitativo):
   • Cifras superiores: trombocitosis.
   • Cifras inferiores: trombocitopenia.
2. Frotis y Morfología Plaquetaria (Test Mixto).
3. Pruebas de Función Plaquetaria (Test Cualitativo):
   • Tiempo de sangría (los valores normales son entre 3 y 8 min, y sobrepasados los 11 min indica trombopenia, alteración de la función plaquetaria, alteración vascular y/o un bajo número de plaquetas en sangre. El tratamiento con aspirina y otros antiagregantes falsean estos resultados).
   • Estudios de agregación plaquetaria.
   • Estudios específicos.