Fisiología de la Sangre: Hematopoyesis, Eritropoyesis y Metabolismo del Hierro

Fisiología de la Sangre

Funciones Generales

• Respiratoria: Transporte de O₂ y CO₂ entre los capilares de la circulación pulmonar y los capilares sistémicos.
• Nutritiva: Transporte de nutrientes a las células desde el aparato digestivo u órganos de reserva.
• Excretora: Transporte de sustancias de desecho hacia los órganos de excreción.
• Inmunitaria: Transporte de células especializadas y anticuerpos que forman parte del sistema de defensa del organismo.
• De correlación humoral: Transporte de hormonas desde las glándulas endocrinas a sus células blanco.
• De regulación térmica: Por su rápida circulación, distribuye uniformemente la temperatura en el cuerpo.
• Amortiguadora del pH: Por sus sistemas buffer, contribuye a mantener el pH fisiológico de los líquidos corporales.

Composición

Representa el 7-8% del peso corporal en un adulto. Está formada por varios elementos formes suspendidos en el plasma.

Hematopoyesis

Es el proceso de formación, desarrollo y maduración de las células sanguíneas en los órganos hematopoyéticos. Durante la vida intrauterina se realiza en el saco vitelino; luego las células madre migran, primero al hígado fetal, y después al bazo fetal (hematopoyesis extramedular), donde sigue la hematopoyesis. En los niños se produce en las cavidades medulares de todos los huesos; y alrededor de los 18 años, solo participarán los huesos del esqueleto axial (hematopoyesis medular).

Eritrocitos

En la médula ósea una célula multipotencial se transforma en una célula unipotencial que ya contiene la progenie eritrocítica: el proeritroblasto; posteriormente este se transforma en eritrocito mediante una serie de cambios sucesivos, como: la disminución de su tamaño celular con contracción y aumento de la densidad del núcleo, pérdida de nucléolos, cambios citoplasmáticos asociados con la síntesis de hemoglobina y la posterior pérdida del núcleo.

Regulación

El número de eritrocitos está sometido a una regulación por retroalimentación dentro de límites muy estrechos, para garantizar un aporte de O₂ a los tejidos y que su exceso dificulte la circulación sanguínea. Cualquier proceso que disminuya el suministro de O₂ a los tejidos (hipoxia) activa la eritropoyesis y es inhibida por el aumento de los eritrocitos circundantes: policitemia. El sensor de O₂ está ubicado a nivel renal. El mecanismo que une el sensor de O₂ y la actividad eritropoyética es humoral, y está representado por la hormona eritropoyetina, cuya función principal es inducir la diferenciación de células progenitoras eritrocíticas en proeritroblastos (eritropoyesis). El riñón detecta la hipoxia tisular y traduce la información en síntesis y secreción de eritropoyetina.

Función

El glóbulo rojo es una célula anucleada, con forma de disco bicóncavo, con gran concentración de hemoglobina en su interior. En el humano vive aproximadamente 120 días y su función es transportar y proteger la hemoglobina (necesaria para el transporte de gases respiratorios en la sangre).

Hemoglobina (HG)

Proteína que constituye el principal componente del eritrocito, a la que este debe su capacidad de transportar O₂ y CO₂. La hemoglobina es responsable del 99,2% del O₂ presente en la sangre. Está formada por dos componentes químicamente diferentes: una metaloporfirina llamada heme y una proteína llamada globina. Existen cuatro grupos heme en cada molécula de hemoglobina, cada uno de los cuales tiene un átomo de Fe⁺² ligado por uniones covalentes a los átomos de nitrógeno de la protoporfirina IX. También, la molécula de hemoglobina contiene cuatro cadenas polipeptídicas, que constituyen la globina; estas aparecen como pares no idénticos.

Destrucción de Eritrocitos

Los eritrocitos senescentes son secuestrados y metabolizados, principalmente por las células reticuloendoteliales que tapizan los sinusoides esplénicos, siendo el bazo el principal órgano hemocatértico. Aunque el hígado y médula ósea, en menor cantidad, participan en este proceso denominado hemólisis extravascular. De los tres componentes de la hemoglobina, la globina es degradada a aminoácidos y estos retornan al pool orgánico, el hierro liberado se reutiliza casi por completo para la síntesis de nuevos compuestos que lo contengan, pero la molécula de protoporfirina no se conserva y es degradada enzimáticamente a bilirrubina y luego eliminada.

Metabolismo del Hierro

El organismo contiene entre 3-5 g de hierro, aproximadamente el 65% se halla en la hemoglobina, 4% en la mioglobina, 1% en diferentes enzimas que contienen grupos heme e intervienen en la oxidación celular, el 0,1% en la transferrina plasmática, y el 15-30% es almacenado, bajo la forma de ferritina y hemosiderina.

El hierro es esencial para la eritropoyesis como constituyente esencial de la molécula de hemoglobina. La hemólisis fisiológica libera aproximadamente de 15 a 25 mg/día de hierro, que son reutilizados en la síntesis, formando un circuito. En conjunto, el metabolismo del hierro se caracteriza por su escaso nivel de intercambio con el medio exterior.

Aporte y Absorción del Hierro

El hierro de la alimentación se encuentra como ion férrico, unido a moléculas orgánicas. En el estómago, el hierro puede disociarse y reaccionar con sustancias de bajo peso molecular, para formar complejos que le permitirán al hierro permanecer soluble al pH neutro del líquido intestinal. Del hierro de los alimentos solo se absorbe una fracción del 10 al 20%.

El más fácil de absorber es el que viene en forma de heme, que no se desprende de este, sino que es llevado como tal al intestino, luego es absorbido por la célula de la mucosa intacta y a continuación el heme es desintegrado y el hierro se libera como tal en la célula. El que no procede del heme es absorbido en el estado ferroso.

Transporte y Reserva

Luego de ser absorbido por la célula de la mucosa intestinal pasa al plasma donde se fija a la transferrina o siderofilina, que fija dos átomos de hierro por molécula. El hierro pasa a la eritropoyesis y a la reserva por medio de la transferrina, elemento esencial para todos los intercambios de hierro en el organismo. La transferrina cargada de hierro se fija a la membrana de los eritroblastos, tanto cuanto mayor es su inmadurez, a nivel de un receptor específico; a continuación abandona sus dos átomos de hierro y regresa, insaturada. Luego el hierro se introduce en la célula y se incorpora al heme. Un 80% se utiliza en la eritropoyesis, y el resto pasa a las reservas, distribuidas principalmente en el hígado, médula, bazo y músculo. El hierro de las reservas no se encuentra disponible de manera uniforme, debido a que existen dos formas bioquímicas intracelulares de reserva: la ferritina y la hemosiderina. La ferritina es una proteína presente en todas las células del organismo que intercambia con relativa rapidez su hierro con la transferrina. La hemosiderina, constituida por acúmulos de ferritina, solo intercambia su hierro muy lentamente y se sintetiza cuando la ferritina contiene exceso de hierro.

Parte del hierro que penetra la célula intraintestinal vuelve a la luz del tubo digestivo durante la descamación celular ulterior y es eliminado con las heces.

Pérdida de Hierro

Se elimina aproximadamente 0,6 mg, principalmente por las heces, descamación cutánea y una pérdida urinaria mínima. Se pierden cantidades adicionales de hierro siempre que se produce una hemorragia.