Ciencias naturales básicas



La sangre: sus funciones, componentes, coagulación y tipos

Por: Javier Cárdenas

La sangre es un líquido espeso, de color rojo brillante en las arterias y rojo un poco más oscuro en las venas. Contiene, principalmente, tres tipos de células (glóbulos blancos, rojos y plaquetas) suspendidas en el plasma.  Además, en una persona, su cantidad equivale al 8% de su peso corporal (cerca de 5 litros en un hombre de 70 kilos).

Movimiento de la sangre

La sangre es impulsada por el ventrículo izquierdo del corazón, hacia la arteria aorta. Esta la distribuye a las demás arterias y de allí pasa a los capilares para ponerla en contacto con todos los tejidos del organismo. Después de eso, regresa por las venas a la aurícula derecha. A este recorrido se le llama circulación mayor o sistémico.

Posteriormente, la sangre pasa de la aurícula derecha al ventrículo derecho. Este la envía a los pulmones a través de las arterias pulmonares. Una vez oxigenada, regresa por las venas pulmonares a la aurícula izquierda. Esta parte del recorrido es la circulación menor o pulmonar. Ver figura 1.

Este modelo de circulación cerrada, fue descrito por William Harvey.

La sangre
Figura 1. circulación mayor y menor. Las flechas negras indican la dirección del fluido.

Funciones de la sangre

La importancia de la sangre está relacionada con las funciones que cumple. La tabla 1 resume las principales funciones.

La sangre

Taller de lectura 1

  1. ¿Qué es la sangre?
  2. describa los circuitos de circulación mayor y menor.
  3. Copie la tabla que resuma las funciones de la sangre.

Componentes de la sangre

Plasma sanguíneo

La sangre
Figura 2. Apariencia del plasma

Es el componente líquido del tejido sanguíneo. Tiene color ámbar. En él están suspendidas las células sanguíneas. Además, contiene gran cantidad de sustancias en solución. Casi todas estas sustancias entran y salen continuamente del plasma, durante el intercambio con los tejidos.

En el plasma se encuentran los nutrientes absorbidos en el tubo digestivo. Por ejemplo, glucosa, aminoácidos, vitaminas, minerales y algunos ácidos grasos.

También se encuentran en el plasma, pequeñas cantidades de gases como oxígeno y gas carbónico; desechos metabólicos como área y ácido úrico; hormonas y anticuerpos.

Proteínas plasmáticas

Las proteínas plasmáticas se dividen en tres grupos: albúmina fibrinógeno y globulinas. Ellas cumplen funciones específicas en la sangre. Por ejemplo, transportan hormonas y evitan que estas se eliminen fácilmente en la orina. Además, las albúminas transportan iones metálicos, ácidos grasos, aminoácidos, bilirrubina, enzimas y medicamentos. Las globulinas cumplen funciones inmunes y el fibrinógeno participa en el mecanismo de coagulación. Albúmina y fibrinógeno se producen en el hígado, mientras las globulinas se producen en el endotelio (capa interna de los vasos sanguíneos).

La pared de los capilares es impermeable a las proteínas plasmáticas. En consecuencia, estas proteínas mantienen una presión osmótica que tiende a llevar agua hacia la sangre. De igual modo, son responsables, en gran medida, de la capacidad amortiguadora de la sangre. En química, un amortiguador, buffer o tampón, es una mezcla que mantiene estable el PH de una solución. En el caso de la sangre, el PH es 7,4.

Los niveles de las proteínas plasmáticas deben ser estables. De lo contrario, puede producirse enfermedades de la sangre, relacionadas con la función inmune y el mecanismo de la coagulación. El desbalance de estas proteínas puede darse por disminución en su producción o por pérdida en la orina. Esto pude relacionarse con daño hepático o renal.

Taller de lectura 2

  1. Escriba la definición de plasma. Además, nombre las sustancias disueltas en él.
  2. ¿Cuáles son los tres grupos de proteínas plasmáticas y cuál es la función de cada una?
  3. ¿Qué es una solución amortiguadora y cuál es el PH de la sangre?
  4. ¿Qué puede ocurrir, cuando los niveles de proteínas plasmáticas, no son los adecuados?

Hematopoyesis

Hematopoyesis es el proceso de producción de las células sanguíneas. Primero, en el feto las células sanguíneas se producen en el hígado y el bazo. A este tipo de hematopoyesis se denomina extramedular. Segundo, en los niños las células de la sangre se producen en las cavidades medulares de todos los huesos. Tercero, en adultos la médula de los huesos largos, exceptuando la parte superior de húmero y fémur, se vuelve inactiva. La médula ósea activa se llama médula roja. La médula inactiva, infiltrada de grasa, se denomina médula amarilla (figura 3).

Figura 3.,

La médula ósea tiene células llamadas no comprometidas. Estas, dan origen a un grupo de células comprometidas que, a su vez, se convierten en células sanguíneas. Ver figura 4.

Figura 4.

Glóbulos rojos, eritrocitos o hematíes

Son células en forma de disco cóncavo, que carecen de núcleo. En consecuencia, no se reproducen. Su citoplasma, contiene una proteína llamada hemoglobina, que contiene hierro y da a la sangre su color característico. Su promedio de vida es de 120 días. La producción de glóbulos rojos está controlada por una hormona denominada eritropoyetina. Esta hormona estimula a la célula progenitora comprometida correspondiente (ver figura 4). Los eritrocitos se destruyen en el sistema reticuloendotelial.

El sistema reticuloendotelial está integrado por células que se encuentran en todo el organismo. Está compuesto por macrófagos móviles, macrófagos fijos y algunas. Además, por células especializadas de la médula ósea, bazo, hígado y ganglios linfáticos. Casi todas estas células se originan a partir de monocitos (figura 4).

La función de los glóbulos rojos es transportar oxígeno y gas carbónico. Primero, la hemoglobina tiene la propiedad de unirse con el oxígeno en el pulmón, formando un complejo llamado oxihemoglobina. A nivel de los tejidos, este complejo se disocia entregando el oxígeno a las células del organismo. Después de eso, la hemoglobina se combina con el gas carbónico, formando carbohemoglobina. Esta es transportada al pulmón, para canjear gas carbónico por oxígeno.

¿Qué es un hematocrito?

Es una prueba clínica para saber si tenemos, o no, suficientes glóbulos rojos. Hace referencia al volumen de glóbulos rojos en relación con el volumen total de sangre. Los niveles normales están entre 36% y 48% (5.4 millones de eritrocitos por milímetro cúbico de sangre). Un nivel alto de glóbulos rojos se conoce como policitemia y puede estar relacionado con deshidratación o hipoxia. Además, un nivel bajo tiene relación con la anemia. Varias enfermedades pueden incidir en estos valores.

Sin embargo, estas cantidades pueden variar por otros factores. Por ejemplo, A nivel del mar hay más disponibilidad de oxígeno y, en consecuencia, las personas requieren menor cantidad de eritrocitos. A mayor altitud, la disponibilidad de oxígeno disminuye y la necesidad de más glóbulos rojos, aumenta. Este es el principio de la “aclimatación” necesaria para muchos deportistas. Para aclarar, la palabra disponibilidad no está relacionada con la cantidad, sino con la presión atmosférica. La cantidad relativa de oxígeno en la atmósfera es constante (21%).

La sangre
Figura 5. Representación de un hematocrito.

La hemoglobina

El pigmento rojo de los eritrocitos que transporta el oxígeno en los vertebrados, es la hemoglobina. Esta proteína está constituida por dos pares de polipéptidos (cadenas de aminoácidos), unidos a un grupo hemo. El hemo es un derivado porfirínico que contiene hierro. Hay varias clases de hemoglobina, que se diferencian en la secuencia o cantidad de aminoácidos en sus cadenas. Una de esas variaciones, es la hemoglobina fetal, que difiere en 37 aminoácidos de la hemoglobina de los adultos. Otra variación, es la responsable de la enfermedad de las células falciformes. Un tipo de anemia que reduce el periodo de vida de los glóbulos rojos.

Figura 6. Grupo hemo de la hemoglobina. Cada molécula de esta proteína, tiene 4 grupos hemo, cada uno unido a una cadena de aminoácidos.

Tipos de sangre o grupos sanguíneos

En las membranas de los glóbulos rojos, existen unas proteínas específicas llamadas antígenos o aglutinógenos, los cuales son de dos clases (A y B). Además, hay glóbulos rojos que no tienen antígenos (tipo O). Por otro lado, en el plasma sanguíneo hay anticuerpos llamados anti-A y anti-B. Dichos antígenos, definen los grupos sanguíneos y su herencia.

La herencia de los tipos de sangre, se establece mediante 3 alelos: alelo A, alelo B y alelo O. Los alelos A y B, son dominantes sobre el alelo O y son, además, codominantes entre sí. La tabla 2, muestra los fenotipos y genotipos posibles.

Tabla 2.

Por otro lado, los anticuerpos (anti-A y anti-B) determinan la compatibilidad de los grupos sanguíneos, a la hora de realizar transfusiones. Con base en su comportamiento, se establecen 5 características importantes.

  1. El plasma de la sangre AB, carece de anticuerpos que reaccionen con los antígenos de un donante. Por lo tanto, este grupo puede recibir sangre de cualquier tipo, y se le llama receptor universal.
  2. Los glóbulos rojos del grupo O, no tienen antígenos que puedan ser aglutinados por los anticuerpos de un receptor. En consecuencia, el tipo O puede donar a cualquier otro tipo, y se llama donante universal.
  3. El tipo A puede recibir tipo A y tipo O.
  4. La sangre tipo B puede recibir tipo B y tipo O.
  5. El tipo O solo puede recibir tipo O.

El factor Rh

El factor Rh recibe este nombre, debido a que se descubrió en la sangre de los monos Maccacus rhesus. Corresponde a una proteína presente en los glóbulos rojos de la mayoría de los individuos (cerca del 85%). La presencia de la proteína se marca como Rh+ o positivo. De lo contrario de marca como Rh o negativo. La sangre RH, no tiene anticuerpos, pero si se mezcla con Rh+, entonces los producen y se produce la aglutinación. Por lo tanto, además del grupo sanguíneo, el factor Rh también debe tenerse en cuenta en una transfusión de sangre. También se genera riesgo, cuando una madre con sangre RH, engendra un hijo cuya sangre es Rh+.

Taller de lectura 3

  1. ¿Qué es hematopoyesis?
  2. Cite los órganos que producen glóbulos rojos en el feto, los niños y los adultos.
  3. Copie el mapa conceptual que describe el origen de las células sanguíneas a partir de las células progenitoras no comprometidas de la médula ósea.
  4. Nombre 3 características de los glóbulos rojos.
  5. ¿Cuál es la función de los glóbulos rojos?
  6. ¿Qué es un hematocrito?
  7. ¿Cuáles factores influyen en la cantidad de glóbulos en una persona?
  8. ¿Qué es la hemoglobina?
  9. Copie la tabla que muestra la herencia de los grupos sanguíneos.
  10. Escriba las 5 características relacionadas con la compatibilidad de los grupos sanguíneos.
  11. ¿Qué es el factor Rh?

Glóbulos blancos o leucocitos

Son las células sanguíneas encargadas de proteger al organismo de enfermedades producidas por agentes patógenos. En otras palabras, estas células hacen parte del sistema inmune. Se encuentran en una cantidad entre 5000 y 11000 por milímetro cúbico de sangre. Los glóbulos blancos se reproducen en los ganglios linfáticos, el bazo, los folículos cerrados del intestino y en la médula ósea.

Clases de glóbulos blancos

Los glóbulos blancos son de 7 clases (figura 7). Los tres primeros, también llamados granulocitos, tienen núcleos que reaccionan a colorantes neutros, ácidos o básicos, y son llamados neutrófilos, eosinófilos y basófilos, respectivamente. Hay 2 clases de linfocitos y una de monocitos.

Los neutrófilos buscan, ingieren y matan bacterias. Los eosinófilos fagocitan complejos antígeno-anticuerpo. Por su parte, los basófilos contienen heparina y participan en el equilibrio del sistema de coagulación.

Los linfocitos reciben este nombre porque, en su mayoría, llegan al torrente sanguíneo a través de sistema linfático. Además, pueden ser de 2 clases: T y B. La maduración de los linfocitos T, es promovida por hormonas secretadas por el timo. Mientras tanto, los linfocitos B, maduran en el bazo e hígado fetal. Pueden residir en estos órganos y luego migrar a los ganglios linfáticos y médula ósea. Los linfocitos T son responsables de la inmunidad celular y los linfocitos B, de la inmunidad humoral.

Por otro lado, los monocitos invaden las áreas de infección y fagocitan bacterias, partículas extrañas y células muertas.

La sangre
Figura 7.

Propiedades de los glóbulos blancos

Los glóbulos blancos cumplen sus funciones gracias a tres características que los distinguen. Diapédesis, fagocitosis y secreción anti tóxica. La diapédesis, es la propiedad que le permite a los glóbulos blancos atravesar las paredes de los capilares y adentrarse en otros tejidos. Además, la fagocitosis les permite atrapar y englobar en su citoplasma, bacterias y partículas extrañas, para luego digerirlas. Por otro lado, la secreción antitóxica, consiste en la producción de anticuerpos que contrarrestan la acción de las toxinas producidas por bacterias y otros agentes patógenos.

Vacunas y glóbulos blancos

Las vacunas son sustancias que se inoculan en el organismo, con el fin de producir anticuerpos e inmunizarlo contra una determinada enfermedad. Una de las técnicas para producir vacunas, es utilizar microorganismos muertos o atenuados, que logren iniciar la producción de anticuerpos para una enfermedad en particular. Sin embargo, ahora existen otras técnicas desarrolladas gracias a los avances de la biotecnología. Existen, por ejemplo, vacunas con base en ARN mensajero y adenovirus controlados y modificados mediante ingeniería genética.

Taller de lectura 4

  1. ¿Qué son los glóbulos blancos?
  2. ¿Dónde se forman los glóbulos blancos?
  3. Escriba las 5 clases de glóbulos blancos y, además, su función.
  4. ¿Cuáles son las diferencias entre linfocitos T y B?
  5. ¿En qué consiste la diapédesis, fagocitosis y secreción anti tóxica?
  6. ¿Qué es una vacuna y cómo funciona?
  7. Nombre las tres técnicas conocidas para producir vacunas.

Plaquetas o trombocitos

Las plaquetas son pequeñas células sin núcleo y en forma de disco. Existen en la sangre en cantidad aproximada de 250000 por milímetro cúbico de sangre.

Las plaquetas juegan un papel importante en la coagulación de la sangre. Tienen la propiedad de aglomerarse para formar tapones que obstruyen las heridas.

Mecanismo de la coagulación

Existen cerca de 12 factores que participan en la coagulación. La mayoría son proteínas, pero, también participan la vitamina K y los iones de calcio. Algunos de ellos están en el plasma y los demás en las plaquetas.

Cuando un vaso sanguíneo es dañado, el endotelio se expone a un sustrato adyacente de colágeno. El colágeno atrae plaquetas que liberan serotonina y ADP que atraen rápidamente a otras plaquetas para formar un tapón laxo. A este se le llama tapón temporal. La fibrina convierte este tapón laxo en uno definitivo. Sin embargo, para llegar a él, se requiere de una compleja cascada de reacciones.

La reacción principal es la conversión de fibrinógeno, una proteína soluble en el plasma, en fibrina. La reacción es catalizada por la trombina, pero, esta a su vez, proviene de la protrombina, otra proteína plasmática. El catalizador de esta reacción es el factor X. este factor es activado por iones de calcio y reacciones de otros factores. La figura 8 muestra un resumen del proceso.

Figura 8.

Taller de lectura 5

  1. ¿Qué son las plaquetas y cuál es su función?
  2. ¿Cuál es la cantidad de plaquetas en la sangre?
  3. ¿Qué vitamina participa en la coagulación?
  4. ¿Cuál es la función del colágeno en la coagulación?
  5. Copie el esquema que resume el proceso de coagulación.