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Conceptos Básicos de la Sangre: Composición, Funciones y Homeostasis, Apuntes de Hematología

apuntes funciónes de la sangre

Tipo: Apuntes

2019/2020

Subido el 17/02/2023

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18 funciones de la sangre
CR. WEISS y W. JELKMANN
18.1 Conceptos básicos
La sangre es un líquido rojo opaco que consiste
en plasma amarillo pálido (llamado suero
cuando se elimina el fibrinógeno) y las lulas
suspendidas en él: los glóbulos rojos
(eritrocitos), los glóbulos blancos (leucocitos) y
las plaquetas (trombocitos). La sangre tiene un
papel importante en el diagnóstico clínico, ya
que es fácil de recolectar y existen muchas
enfermedades en las que la composición de la
sangre y las propiedades de los componentes
están característicamente alteradas.
Funciones del Transporte Sanguíneo.
La sangre es principalmente un medio por el
cual las sustancias se transportan dentro del
cuerpo. Transporta los gases respiratorios
oxígeno y dióxido de carbono tanto en solución
física como en forma químicamente unida: O2
de los pulmones a los tejidos que respiran y
CO2 de los tejidos a los pulmones Mueve los
nutrientes desde los lugares donde se
absorben o almacenan hasta los sitios de
consumo. Los metabolitos allí producidos se
transfieren a los órganos excretores o al
lugares donde pueden ser utilizados más. La
sangre sirve como vehículo para las hormonas,
vitaminas y enzimas producidas por el propio
cuerpo, tomándolas en los sitios de producción
o almacenamiento y llevándolas, distribuidas
por todo el espacio intravascular, a sus órganos
diana.
Gracias a la alta capacidad calorífica del agua,
su componente principal, la sangre distribuye
el calor producido por el metabolismo y lo
dispersa en el medio ambiente a través de los
pulmones y las vías respiratorias y la superficie
corporal expuesta.
Homeostasis.
A medida que la sangre circula por el cuerpo,
ciertos órganos controlan continuamente su
composición y propiedades físicas y, si
necesario, corregido para asegurar la
constancia del medio interno. Esta condición
de homeostasis aproximada de constancia en
la concentración de sustancias disueltas, en la
temperatura y en el pH es un requisito básico
para el funcionamiento normal de todas las
células.
Prevención de hemorragias. Otra función
importante de la sangre reside en su capacidad
para contrarrestar la hemorragia cerrando los
pequeños vasos lesionados y coagulando
(véanse págs. 419 y ss.).
Defensa contra agentes extranjeros. El cuerpo
es capaz de hacer inofensivos los cuerpos
extraños y los organismos patógenos; esta
capacidad se asocia principalmente con la
fagocítica y la formación de anticuerpos
glóbulos (ver págs. 425ff.).
Volumen de sangre
La sangre representa alrededor del 6-8% del
peso del cuerpo en adultos, y en niños
pequeños (debido a su mayor contenido de
agua en general) 8-9%. En un adulto esto
corresponde a un volumen de sangre de 4-6
litros (normovolemia). Un volumen de sangre
por encima de lo normal se llama hipervolemia,
y un volumen por debajo de lo normal es
hipovolemia. La forma en que esto se mide el
volumen se explica en la p. 541, y su
distribución entre las diferentes partes del
sistema vascular se describe en la pág. 490.
hematocrito
Definición y niveles normales. La fracción del
volumen sanguíneo formada por eritrocitos se
llama hematocrito. En un hombre adulto sano
es de 0,44 a 0,46 y en una mujer de 0,41 a
0,43. En la clínica, el hematocrito todavía se da
a veces en vol. % (ml células/dl sangre). Una
persona sana exhibe desviaciones apreciables y
mantenidas de este valor sólo cuando se
adapta a grandes altitudes. El hematocrito del
recién nacido es un 20% más alto y el de los
niños pequeños es un 10% más bajo que la de
las mujeres [6, 25].
Para determinar el hematocrito (por el método de Wintrobe)
la sangre,
una vez impedida la coagulación, se centrifuga durante 10
minutos a unos 1.000 g (g = aceleración relativa debida a la
gravedad) en tubos de hematocrito estándar de pequeño
diámetro. Las células sanguíneas, que tienen una gravedad
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¡Descarga Conceptos Básicos de la Sangre: Composición, Funciones y Homeostasis y más Apuntes en PDF de Hematología solo en Docsity!

18 funciones de la sangre CR. WEISS y W. JELKMANN 18.1 Conceptos básicos La sangre es un líquido rojo opaco que consiste en plasma amarillo pálido (llamado suero cuando se elimina el fibrinógeno) y las células suspendidas en él: los glóbulos rojos (eritrocitos), los glóbulos blancos (leucocitos) y las plaquetas (trombocitos). La sangre tiene un papel importante en el diagnóstico clínico, ya que es fácil de recolectar y existen muchas enfermedades en las que la composición de la sangre y las propiedades de los componentes están característicamente alteradas. Funciones del Transporte Sanguíneo. La sangre es principalmente un medio por el cual las sustancias se transportan dentro del cuerpo. Transporta los gases respiratorios oxígeno y dióxido de carbono tanto en solución física como en forma químicamente unida: O de los pulmones a los tejidos que respiran y CO2 de los tejidos a los pulmones Mueve los nutrientes desde los lugares donde se absorben o almacenan hasta los sitios de consumo. Los metabolitos allí producidos se transfieren a los órganos excretores o al lugares donde pueden ser utilizados más. La sangre sirve como vehículo para las hormonas, vitaminas y enzimas producidas por el propio cuerpo, tomándolas en los sitios de producción o almacenamiento y llevándolas, distribuidas por todo el espacio intravascular, a sus órganos diana. Gracias a la alta capacidad calorífica del agua, su componente principal, la sangre distribuye el calor producido por el metabolismo y lo dispersa en el medio ambiente a través de los pulmones y las vías respiratorias y la superficie corporal expuesta. Homeostasis. A medida que la sangre circula por el cuerpo, ciertos órganos controlan continuamente su composición y propiedades físicas y, si necesario, corregido para asegurar la constancia del medio interno. Esta condición de homeostasis aproximada de constancia en la concentración de sustancias disueltas, en la temperatura y en el pH es un requisito básico para el funcionamiento normal de todas las células. Prevención de hemorragias. Otra función importante de la sangre reside en su capacidad para contrarrestar la hemorragia cerrando los pequeños vasos lesionados y coagulando (véanse págs. 419 y ss.). Defensa contra agentes extranjeros. El cuerpo es capaz de hacer inofensivos los cuerpos extraños y los organismos patógenos; esta capacidad se asocia principalmente con la fagocítica y la formación de anticuerpos glóbulos (ver págs. 425ff.). Volumen de sangre La sangre representa alrededor del 6-8% del peso del cuerpo en adultos, y en niños pequeños (debido a su mayor contenido de agua en general) 8-9%. En un adulto esto corresponde a un volumen de sangre de 4- litros (normovolemia). Un volumen de sangre por encima de lo normal se llama hipervolemia, y un volumen por debajo de lo normal es hipovolemia. La forma en que esto se mide el volumen se explica en la p. 541, y su distribución entre las diferentes partes del sistema vascular se describe en la pág. 490. hematocrito Definición y niveles normales. La fracción del volumen sanguíneo formada por eritrocitos se llama hematocrito. En un hombre adulto sano es de 0,44 a 0,46 y en una mujer de 0,41 a 0,43. En la clínica, el hematocrito todavía se da a veces en vol. % (ml células/dl sangre). Una persona sana exhibe desviaciones apreciables y mantenidas de este valor sólo cuando se adapta a grandes altitudes. El hematocrito del recién nacido es un 20% más alto y el de los niños pequeños es un 10% más bajo que la de las mujeres [6, 25]. Para determinar el hematocrito (por el método de Wintrobe) la sangre, una vez impedida la coagulación, se centrifuga durante 10 minutos a unos 1.000 g (g = aceleración relativa debida a la gravedad) en tubos de hematocrito estándar de pequeño diámetro. Las células sanguíneas, que tienen una gravedad

específica mayor que el plasma, se hunden hasta el fondo; debido a que los leucocitos son más claros que los eritrocitos, forman una fina capa blanquecina entre los eritrocitos sedimentados y el plasma. Debido a las propiedades especiales de flujo de los eritrocitos, los valores de hematocrito de los diversos órganos difieren y existen diferencias entre los valores venosos, arteriales y capilares. El hematocrito promedio de todo el cuerpo puede obtenerse multiplicando por 0,9 el hematocrito obtenido para la sangre de la vena cubital con el método Wintrobe. Hematocrito y viscosidad de la sangre. Tomando la viscosidad del agua como 1, la viscosidad relativa media de la sangre de los adultos sanos es 4,5 (3,5-5,4) y la del plasma sanguíneo es 2,2 (1,9-2,6). La fricción interna de la sangre, su viscosidad, aumenta más que proporcionalmente a medida que aumenta el hematocrito (cf. Fig. 20-3, pág. 482). Debido a que la resistencia al flujo aumenta linealmente con la viscosidad, cualquier aumento patológico en el hematocrito impone una mayor carga al corazón y puede resultar en una circulación inadecuada a través de ciertos órganos. 18.2 Plasma sanguíneo Un litro de plasma humano contiene 900-910 g de agua, 65-80 g de proteína y 20 g de sustancias de bajo peso molecular. La gravedad específica del plasma es 1.025-1.029; su pH varía ligeramente (7,37 -7,43) sobre una media de 7,40 (sangre arterial). La figura 18-1 es un diagrama de los tres grandes compartimentos de líquidos del cuerpo, el sistema sanguíneo vascular, el espacio intersticial (los espacios entre las células) y el espacio intracelular. El líquido intersticial constituye el entorno de la masa de células en el cuerpo. A través de la gran superficie de las paredes capilares (altamente permeables al agua ya los electrolitos) intercambia sustancias con el plasma. Debido a que el intercambio de agua y moléculas pequeñas entre el plasma y el espacio intersticial es muy rápido, el rango dentro del cual puede variar la composición del líquido intersticial es pequeño a pesar de las variaciones considerables en la captación y liberación de sustancias por parte de las células. Por ejemplo, los experimentos con agua pesada (marcada con deuterio, D20) han demostrado que más del 70 % del líquido plasmático se intercambia con el líquido intersticial en un minuto. Hay diferencias de concentración apreciables entre el plasma y el espacio intersticial sólo con respecto a las proteínas, ya que estas moléculas son tan grandes que no pueden atravesar fácilmente la membrana capilar. Figura 18-1. Diagrama de los compartimentos de líquidos en el cuerpo. Los volúmenes se indican en cifras redondas, para una persona con un peso de 70 kg. Modificado de [8] Electrolitos plasmáticos Concentraciones de electrolitos. Tabla 18-1 y Fig. 18-2 resumen la composición iónica del plasma. Entre las sustancias del grupo denominado simplemente "ácidos orgánicos" se encuentran el ácido láctico, los aminoácidos, el ácido cítrico y el ácido pirúvico. Es preferible ya no dar la concentración como relación w/v (g/dl o mg/dl) sino en términos de molaridad (moljlitro) y normalidad o concentración equivalente (eqjlitro = mol/valencia. litro). Cuando es necesario permitir el volumen reducido de solvente en una solución en la que las partículas disueltas requieren una gran cantidad de espacio, la molalidad (mol/kg solvente) se usa a menudo como una medida de concentración (ver Tabla 18-1). Presión osmótica. La concentración de sustancias disueltas en el plasma se puede expresar mediante la presión osmótica. La del

Proteínas Plasmáticas Propiedades y funciones generales. La alta viscosidad relativa del plasma, 1,9-2,6 (agua = 1), se debe casi por completo a su contenido proteico, 65- g. 1-1. Debido al alto peso molecular de las proteínas, la concentración molal, como muestra la tabla 18-i, es considerablemente menos impresionante: sólo alrededor de 1 mmol. kg-I. La fracción proteica del plasma es una mezcla de muchas proteínas identificables individualmente. Sus pesos moleculares oscilan entre 44.000 y 1.300.000. Las partículas de este orden de magnitud se clasifican como coloides (fig. 18-3). Las proteínas plasmáticas funcionan de varias maneras diferentes.

1. Nutrición. Los aproximadamente 3 litros de plasma en el cuerpo de un adulto contienen alrededor de 200 g de proteína en solución, un suministro de reserva conveniente. En general, las células del cuerpo no toman proteínas sino sus componentes, los aminoácidos; sin embargo, ciertas células, especialmente las del sistema reticuloendotelial (RES), pueden absorber proteínas plasmáticas completas y descomponerlas por medio de enzimas intracelulares. Los aminoácidos así producidos se difunden en la sangre y están inmediatamente disponibles para otras células para la síntesis de nuevas proteínas. 2. Transporte. Muchas moléculas pequeñas (véanse las págs. 408 y ss.) se unen a proteínas plasmáticas específicas durante el transporte desde el intestino o los órganos de almacenamiento hasta los lugares donde se necesitan. La gran área superficial de estas proteínas, con numerosos sitios de unión hidrofílicos y lipofílicos, las hace especialmente adecuadas para servir como vehículos. Mediante la unión de sus grupos lipófilos a sustancias similares a grasas insolubles en agua, pueden mantener estas sustancias en solución. Su capacidad para unirse a una gran cantidad de sustancias de bajo peso molecular durante su transporte en el torrente sanguíneo también ayuda a mantener una presión osmótica constante. 3. Función portadora inespecífica. Todas las proteínas plasmáticas se unen a los cationes de la sangre en forma no difusible. Por ejemplo, alrededor de 2/3 del calcio presente en el plasma se une inespecíficamente a las proteínas. Este calcio unido está en equilibrio con el calcio ionizado, fisiológicamente efectivo, disuelto libremente en la sangre. La unión del calcio depende del pH y aumenta a pH alto (alcalosis, pág. 593). 4. Producción de presión osmótica coloidal. La contribución de las proteínas a la presión osmótica total del plasma es muy pequeña debido a su baja concentración molecular. Sin embargo, la presión osmótica coloidal (oncótica) juega un papel importante en la regulación de la distribución de agua entre el plasma y el líquido intersticial. Debido a que las membranas capilares son esencialmente

permeables libremente a las moléculas pequeñas, la concentración de estas moléculas, y por lo tanto la presión osmótica asociada con ellas, es aproximadamente la misma en los dos fluidos. Pero las moléculas de proteína plasmática son tan grandes que encuentran una resistencia relativamente grande al pasar a través de la pared capilar (por ejemplo, isótopos). la albúmina marcada sale del torrente sanguíneo con un tiempo medio de unas 14 horas). Este efecto, combinado con la eliminación de proteínas por captación en las células y transporte a través de la linfa, provoca un gradiente de concentración de proteínas entre el plasma y el líquido intersticial; la presión osmótica coloidal en el plasma es ca. 25 mm Hg (3,3 kPa) y que en el fluido intersticial es ca. 5 mm Hg (0,7 kPa), dando una diferencia de aprox. 20 mm Hg (2, kPa). Cualquier cambio en la concentración osmóticamente efectiva de proteína plasmática perturba el intercambio de sustancias y la distribución de agua entre la sangre y el líquido intersticial. Debido a que la albúmina (ver pág.

  1. representa la fracción más grande de la proteína plasmática (una molécula relativamente pequeña, su concentración molal es unas 6 veces mayor que la de todas las demás proteínas plasmáticas), los cambios en la concentración de albúmina tienen un efecto especialmente pronunciado sobre presión osmótica coloidal. La reducción de la concentración de albúmina plasmática conduce a menudo a la retención de agua en el espacio intersticial (edema intersticial). Por lo tanto, las soluciones de plasma artificial en general deben tener la misma presión osmótica coloidal (y cristaloide) que el plasma. Los polisacáridos (hidroxietilalmidón, dextrano) y los polipéptidos (gelatina) se utilizan generalmente como coloides, porque es muy costoso extraer proteínas de la sangre humana en forma pura.

5. Función de amortiguación. Debido a que las proteínas son anfóteras, capaces de unir iones H+ u OH-, dependiendo del pH, las proteínas plasmáticas actúan como amortiguadores, ayudando a mantener constante el pH de la sangre (ver pp.591f.). 6. Protección contra la pérdida de sangre. La coagulabilidad de la sangre, que interfiere con la hemorragia, se basa en parte en el contenido de fibrinógeno del plasma (v. pág. 408). El proceso implica una cadena de reacciones en las que cooperan varias proteínas de la sangre que actúan como enzimas, terminadas por la conversión del fibrinógeno disuelto en fibrina. malla de la que se compone el coágulo (ver pp.419f.). Fraccionamiento de proteínas plasmáticas. Los análisis cualitativos y cuantitativos de las proteínas plasmáticas se llevan a cabo de manera rutinaria (fig. 18-4). La electroforesis de proteínas es una importante ayuda diagnóstica para el hombre. La electroforesis es la migración de partículas cargadas eléctricamente, disueltas o suspendidas en un fluido, a lo largo de un gradiente de voltaje. Las moléculas de proteína están formadas por aminoácidos individuales unidos por enlaces peptídicos. La naturaleza electrolítica de estas moléculas se deriva en parte de la ionización de los grupos amino (-NH2) y carboxilo (-COOH); especialmente cuando están presentes en cadenas laterales, se cargan eléctricamente de acuerdo con el pH del solvente (-NHj o COO-). En cuanto a la acción amortiguadora, los grupos imidazol dependientes del pH del aminoácido histidina (un componente principal de la molécula de hemoglobina) son aún más significativos. La movilidad electroforética de una proteína es básicamente función del voltaje aplicado, del tamaño y forma de la molécula, y de su carga eléctrica, que depende de la diferencia entre su punto isoeléctrico (PI) y el pH de la solución. Como puede verse en la Tabla 18-3, los PI de las diferentes proteínas plasmáticas están por debajo de pH 7 en cantidades variables. Entonces, en soluciones neutras o alcalinas, las proteínas migrarán en la misma dirección, hacia el ánodo, pero con diferentes velocidades (fig. 18-4).

carbohidratos, los proteoglicanos (mucoproteínas); estos contienen glucosaminoglicanos (mucopolisacáridos). Otras proteínas que migran con el grupo Alfa 1 son la globulina transportadora de tiroxina, la globulina transportadora de vitamina B (transcobalamina), la globulina transportadora de bilirrubina y la globulina transportadora de cortisol (transcortina). En la fracción de Alfa 2 globulina hay haptoglobina, que químicamente se clasifica como un proteoglicano, y la ceruloplasmina que contiene cobre. Este último tiene 8 átomos de cobre por molécula, que son los responsables de la actividad oxidasa de la proteína. Alrededor del 90% del cobre plasmático total se une a la ceruloplasmina. Sin embargo, el cobre transportado en el torrente sanguíneo a las células del cuerpo se une a la albúmina en lugar de a la ceruloplasmina. Las B-globulinas incluyen las proteínas transportadoras más importantes para lípidos y polisacáridos. Las lipoproteínas tienen una gran importancia funcional porque pueden retener grasas y lipoides no solubles en agua en solución y actuar como vehículo para su transporte en la sangre. Alrededor del 75% de todas las grasas y lípidos del plasma se unen como lipoproteínas. También se encuentran pequeñas cantidades de lipoproteínas en la fracción 1XI, pero la mayoría migra con las bulinas /1-g10. De estos, el más importante es la lipoproteína /11-, cuya molécula puede comprender hasta un 77% de lípidos. El análisis de la mezcla de lipoproteínas en el plasma mediante ultra centrifugación y electroforesis (la movilidad electroforética de las lipoproteínas se debe a su componente proteico) se ha convertido en una herramienta útil en el diagnóstico de las diversas formas de hiperlipoproteinemia (cf. libros de texto de bioquímica). Aparte de las lipoproteínas, la fracción comprende un grupo de proteínas de unión a metales; uno de estos, la transferrina, sirve como transportador de cobre y, lo que es más importante, de hierro. Esta metaloproteína se une a 2 átomos de hierro (férrico) por molécula y es el vehículo para el transporte de hierro en la sangre. La transferrina sérica está normalmente saturada sólo en un 30% con hierro (1 mg Fe3+/1 de suero). El grupo heterogéneo de las y-globulinas incluye las proteínas con menor movilidad electroforética; sus puntos isoeléctricos, en consecuencia, están más cerca del punto neutro que los de las otras proteínas plasmáticas (cf. Tabla 18-3). Entre las y-

globulinas se encuentran la mayoría de las sustancias protectoras y defensivas de la sangre (inmunoglobulinas; véase la pág. 429). Debido a que la demanda de proteínas con tales funciones especiales varía, existen amplias fluctuaciones en la cantidad y composición de la fracción de globulina y; en casi todas las enfermedades, particularmente las inflamatorias, aumenta la cantidad de y- globulinas. Sin embargo, la cantidad total de proteína plasmática en general permanece aproximadamente igual, porque el aumento de las globulinas-y se acompaña de una disminución aproximadamente igual de la albúmina; la llamada proporción de globulina de albúmina se reduce. Las sustancias aglutinantes de eritrocitos anti-A y anti-B también son y-globulinas. El fibrinógeno aparece como una banda angosta separada, entre las fracciones de /1- y y-globulina. El fibrinógeno es el precursor disuelto de la fibrina, que precipita fuera de la solución para formar un coágulo de sangre (véanse las págs. 419 y ss.). El fibrinógeno es una molécula alargada con una relación axial (longitud: anchura) de 17:1. La alta viscosidad de las soluciones de fibrinógeno resulta de la tendencia de estas moléculas a agregarse en una formación de hilo de perlas. Los cambios característicos en la fracción de fibrinógeno aparecen solo en unas pocas enfermedades raras, de modo que las demostraciones electroforéticas de la concentración alterada de fibrinógeno tienen poco valor diagnóstico. Además, la movilidad de esta molécula alargada en la electroforesis en papel depende más del tipo de papel utilizado que la de las otras proteínas plasmáticas. Por estas razones, en la electroforesis clínica en papel de proteínas sanguíneas se suele utilizar suero en lugar de plasma; el electroferograma típico que se muestra en la figura 18-4 no tiene banda de fibrinógeno. Síntesis y recambio de proteínas plasmáticas. Un ser humano con una dieta normal sintetiza alrededor de 17 g de albúmina y 5 g de globulina en 24 horas. La vida media de la albúmina en el ser humano es de 10 a 15 días y la de la globulina es de unos 5 días. Es decir, cuando han transcurrido estos tiempos el 50% de la proteína presente el primer día ha sido reemplazada por proteína de nueva síntesis. Componentes de plasma transportado Como se ha mostrado en las secciones anteriores, los electrolitos inorgánicos y las proteínas transportadas por el plasma afectan críticamente, por su sola presencia, sus propiedades funcionales más importantes. En este sentido los electrolitos inorgánicos y las proteínas son elementos funcionales del plasma. Hay otro grupo de componentes del plasma que son simplemente transportados y tienen poco efecto -dentro del rango fisiológico de concentraciones- sobre las propiedades fisicoquímicas características del plasma. Para este heterogéneo grupo de sustancias, el plasma es ante todo un medio de transporte. Entre ellos se encuentran (a) nutrientes, vitaminas y oligoelementos, (b) productos del metabolismo intermediario, (c) hormonas y enzimas, y (d) sustancias para ser excretadas. Transporte de nutrientes, vitaminas y oligoelementos. La fracción más grande, en peso, de los nutrientes transportados en el plasma está compuesta por lípidos (todas las sustancias solubles en éter: grasas, lipoides y esteroides). Sin embargo, la concentración de estas sustancias fluctúa mucho (cuadro 18- 4). Después de una comida muy rica en grasas, el contenido de lípidos puede aumentar hasta tal punto (hasta 20 g. 1-1) que el plasma tiene un aspecto blanco lechoso (lipemia). Alrededor del 80% de los ácidos grasos se unen a la globulina en forma de glicéridos, fosfolípidos y ésteres de colesterol (lipoproteínas); la mayoría de los ácidos grasos no esterificados forman complejos de albúmina. A diferencia de los lípidos plasmáticos, cuya concentración depende del estado metabólico momentáneo, la concentración de glucosa, el carbohidrato más importante, se mantiene relativamente constante en 0,8-1,2 g .1-1 (4-7 mmol·I-1) a pesar de las diferencias en la absorción y la amplia variación tasas de utilización. Otro grupo de nutrientes transportados, los