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TEMA 7: LA SANGRE
Es un tejido derivado del conjuntivo. Destaca porque tiene un componente celular y una matriz extracelular líquida. Es un tejido que circula por el SISTEMA CIRCULATORIO. Una de las características importantes es que este componente líquido no es sintetizado por las células sanguíneas. FUNCIONES DE LA SANGRE Realiza funciones de TRANSPORTE COMO GASES (O 2 y CO 2 ) en los eritrocitos y el plasma También realiza del TRANSPORTE DE NUTRIENTES como la glucosa, grasas, aminoácidos etc. Se encarga del TRANSPORTE DE SUSTANCIAS DE DESECHO como los componentes nitrogenados que se eliminan en el riñón donde se filtra la sangre También se encarga del TRANSPORTE DE HORMONAS las cuales viajan por el torrente circulatorio Uno de las funciones también es el TRANSPORTE DE CÉLULAS DEL SISTEMA INMUNE También transporta CALOR y se encarga de la regulación de la temperatura corporal Contribuye a la REGULACION DEL EQUILIBRIO OSMÓTICO Lleva a cabo también el fenómeno de COAGULACION en el caso de que se rompa alguna parte del aparato circulatorio COMPOSICION DE LA SANGRE Consta habitualmente de 2 partes ; el componente líquido (PLASMA) y las células (ELEMENTOS FORMES). La sangre que tenemos es aproximadamente unos 5 litros y constituye el 7% del peso corporal. El plasma es más abundante y supone alrededor del 54% del peso de la sangre mientras que los elementos formes son el 46%. Para estas proporciones se ha realizado la centrifugación de la sangre y en la parte superior queda el plasma mientras que en la parte inferior quedan los elementos formes. Dentro del 46% que forman los elementos formes la gran mayoría corresponde a los eritrocitos y solo una pequeña parte corresponde a leucocitos y plaquetas (dentro de ese 46% el 45% pertenece a eritrocitos y el 1% corresponde a glóbulos blancos) A esta proporción de globulos rojos de 45% se la denomina HEMATOCRITO.
- PLASMA Es el medio líquido cuya mayor parte está compuesta por agua (90%) mientras que el otro 10% restante son proteínas y sales minerales Entre las sales encontramos Na, K, Cl, PO 4 3-,CO 3 H-,Ca2+^ y SO 4 2-. Forman el 0,9% También encontramos glucosa, aminoácidos, nucleótidos, vitaminas y hormonas.
Por último encontramos una gran cantidad de proteínas que son el 9% del plasma sanguíneo. ¿Cuáles son los tipos de proteínas que hay en la sangre? La más abundante de todas es la albúmina que supone el 50% de las proteínas del plasma y se sintetiza en el hígado. Esta se encarga de mantener la presión osmótica. También se encarga del transporte de sustancias como los ácidos grasos. Además de la albúmina tenemos otras como son las globulinas entre las que destacamos 3 familias principales: Tenemos las alfa y beta globulinas que son proteínas transportadoras. Se encargan de transportar hormonas y hierro (este hierro se transporta mediante una proteína llamada “transferrina”) La otra familia que nos queda son las gamma globulinas que son de la familia de las inmunoglobulinas que son los anticuerpos del sistema inmune También encontramos un tercer tipo que son proteínas encargadas de la coagulación entre la que destacamos 2 que son la protrombina y el fibrinógeno. Son producidas en el hígado. Además encontramos otra familia de proteínas que son las lipoproteínas que son agregados de lípidos con proteínas que se encargan de transportar lípidos en la sangre. Existen varias familias que se clasifican según el peso molecular y tenemos las HDL, LDL, VLDL. La LDL se encarga de transportar el colesterol. La 5º familia de proteínas son proteínas del sistema del complemento , que es un conjunto de proteínas que se anclan en la superficie de bacterias para que sean reconocidas por macrófagos y neutrófilos para eliminar estos agentes extraños mediante la fagocitosis. El suero es distinto del plasma debido a que es igual que el plasma pero en el suero se han eliminado los componentes de la coagulación sanguínea.
- COMPONENTES CELULARES Dentro de las células de la sangre realizaremos 3 categorías: Tenemos en primer lugar los eritrocitos los cuales son los más abundantes cuyo número fluctúa entre 4,5 y 5,5 millones por mm^3 Después tenemos los glóbulos blancos o leucocitos en los que tenemos 2 familias. Por un lado los granulocitos (que tienen una gran cantidad de gránulos en su citoplasma como son los neutrófilos (son los más abundantes y suponen entre el 60 y 70% de los glóbulos blancos), eosinófilos (menos abundantes entre el 2 y 4 % y basófilos (suponen menos del 1%) y por otro lado tenemos los agranulocitos (son glóbulos blancos que no presentan gran cantidad de gránulos entre los que destacamos los monocitos (entre el 3 y 8%) y los linfocitos (entre el 20 y 25%)) Finalmente tenemos otros elementos formes que son restos o fragmentos celulares que son las plaquetas que se encargan del fenómeno de coagulación.
FISIOLOGIA
Al no tener orgánulos es una célula con una vida breve y la vida es de unos 100 días donde los eritrocitos mueren o son destruidos. Son destruidos en el bazo. La otra consecuencia de carencia de orgánulos es que el metabolismo no es convencional y no tienen mitocondrias asique obtienen energía mediante la glucolisis y después llevan a cabo una fermentación láctica ( metabolismo anaeróbico ) Las funciones principales del eritrocito son el transporte de gases (oxígeno y dióxido de carbono). El transporte se produce a través de la “hemoglobina”. La hemoglobina es una proteína tetramérica (formada por 4 subunidades idénticas) y cada unidad está asociada a un grupo HEMO que se asocia a iones metálicos en este caso hierro. Existen diferentes tipos de hemoglobina:
- Hemoglobina A : Formada por 2 cadenas alfa y 2 cadenas beta. Esta hemoglobina supone el 96% de la hemoglobina común. - Hemoglobina B : Compuesta por 2 cadenas alfa y 2 cadenas D. Compone el 2% de la hemoglobina común. - Hemoglobina F o fetal : Está compuesta por 2 cadenas alfa y 2 gamma y supone el 2%. Tiene una gran afinidad por el oxígeno y se encarga de la oxigenación del embrión. Mutaciones en las cadenas de las hemoglobinas son causantes de algunas enfermedades entre las que destacamos mutaciones en las cadenas beta de la hemoglobina A. Entre ellas encontramos la TALASEMIA y la ANEMIA FALCIFORME.
Además de estas enfermedades pueden producirse una serie de enfermedades por una deficiencia fisiológica y en este caso hablamos de las anemias las cuales pueden tener diferentes orígenes; puede deberse a deficiencia de hierro ANEMIA FERROPÉNICA o puede deberse a la falta de eritrocitos y entonces hablamos de una ANEMIA CITOPÉNICA. También se pueden dar otras enfermedades debido a la excesiva destrucción de eritrocitos en el bazo (esferocitosis hereditaria). La hemoglobina tiene afinidad por gases como oxígeno monóxido y dióxido de carbono. Si la sangre pasa por el pulmón aumenta el oxígeno en el eritrocito y cuando se produce una baja presión de oxígeno en los órganos este oxígeno es liberado. En el caso del dióxido de carbono este aparece de manera antagónica de tal manera que al coger oxígeno la se descarga CO2 y viceversa. En el caso de CO2 discurre en forma de bicarbonato porque al combinarse con el agua produce este compuesto. En el caso del monóxido de carbono este es muy difícil de liberar debido a que la hemoglobina que queda con este gas no es útil para volver a transportar. TIPOS DE GLOBULOS BLANCOS Los glóbulos blancos son más grandes que los eritrocitos y son células nucleadas. Además en cortes histiológicos son células que aparecen muy coloreadas
citoplasma, tanto los gránulos primarios como los secundarios y el conjunto de estas enzimas que poseen contribuyen a la destrucción del agente patógeno. Además de estas enzimas para destruir el patógeno tienen dos componentes que le ayudan como es la lisozima que le ayuda a destruir la pared celular del patógeno y además poseen la mieloperoxidasa que sintetiza peróxido de hidrogeno que se combina con el cloro para formar hiplocorito (se forma lejía) que es capaz de eliminar una gran cantidad de sustancias. Los neutrofilos son capaces de digerir para que se usen las sustancias aprovechables después pero la gran mayoría mueren después de la fagocitosis. La amalgama de restos de neutrofilos se acaba convirtiendo en una sustancia tras una infección que es lo que se denomina el PUS. Además los neutrófilos son uno de los primeros mecanismos de defensa frente a infecciones externas ¿Cómo actúan? Circulan por el torrente sanguíneo y pasan a los sitios donde hay una infección debido a la presencia de agentes quimiotácticos que los atraen producidos por los mastocitos. Pasan por el vaso sanguíneo por extravasación y este proceso se llama DIAPERESIS y está mediado por las células que forman el endotelio. Tras ello llevan el proceso de fagocitosis si sobreviven seguirán actuando y si no serán degradados por los macrófagos. Los neutrófilos también son capaces de secretar mediadores químicos entre los que destacamos la INTERLEUKINA 1 y es causante de la subida de la temperatura corporal cuando se produce una infección y estimula para ello la secreción de prostaglandinas que actúan sobre el hipotálamo donde está el centro de la regulación de la temperatura de tal manera que se produce la fiebre. EOSINOFILO A veces es ligeramente más grande que el neutrófilo entre 10 y 11 micrómetros. El núcleo tiene una morfología particular en la que presenta 2 lobulaciones muy
grandes. Tiene una vida media bastante más larga como son 10 días. Al igual que en el caso anterior presentan 2 tipos de gránulos:
- INESPECIFICOS : Son los lisosomas igual que en el caso del neutrófilo. Poseen enzimas hidrolíticas como hidrolasas - ESPECIFICOS : son más grandes y mucho más abundantes. De esta manera que cuando el eosinofilo se ve al microscopio se ve prácticamente todo recubierto por este tipo de gránulos específicos. Presentan una serie de cristales debido a la cristalización de proteínas dentro de los gránulos que aparecen formando una especie de barra cristalina en el centro y el resto está compuesto por matriz amorfa o solución. Estos gránulos contienen una serie de proteínas involucradas en la función inmune. También suelen ser enzimas hidrolíticas algunas de ellas Una de las proteínas que aparecen es la NEUROTOXINA que es importante debido a que los eosinofilos eliminan parásitos y aquí interviene esta proteína. Además de ello también contienen colagenasa y otra proteína importante que es la HISTAMINASA Las funciones que desarrolla son de fagocitosis , no tanto como en el caso de los neutrófilos. También se produce la endocitosis mediada por receptor. Además de ello están relacionados con la destrucción de parásitos bien por fagocitosis o bien por la secreción de compuestos de estos gránulos como son las neurotoxinas. La tercera función que desarrollan está relacionada con la histaminasa de tal manera que modulan la respuesta inflamatoria y alérgica. BASOFILOS Es un leucocito con un tamaño de aproximadamente entre 8 y 10 micrómetros. Presenta un núcleo central con una forma poco definida. Presenta también una serie de gránulos; - Granulos primarios (inespecíficos): Son azurófilos básicamente lisosomas - Granulos secundarios (específicos): Más grandes y se tiñen de un color muy oscuro en las preparaciones. Contienen HEPARINA que es un agente anticoagulante, contienen HISTAMINA que es un agente involucrado en incrementar la permeabilidad de los vasos sanguíneos. Gracia a la histamina esta celula está involucrada en la infección y el proceso alérgico. Además contiene FACTORES QUIMIOTÁCTICOS para neutrófilos y eosinófilos. Además de estos gránulos en el citoplasma se acumulan otras sustancias como LEUCOTRIENOS y PROSTAGLANDINAS que son sustancias que participan en la BRONCOCONSTRICCION. En este caso estas sustancias no están encerradas en gránulos. Cuando se activan las células estos elementos son expulsados al exterior celular al igual que los gránulos. ¿Cómo se produce la activación del basófilos? Se activan gracias a receptores de membrana que responden a IgE. Se produce una primera exposición mediante la cual se unen IgE y tras la segunda exposición una vez que el basófilo tiene los anticuerpos y éstos contactan con los antígenos del patógeno, se produce la secreción de los gránulos en el patógeno.
Son células relativamente pequeñas de entre 8 y 10 micrómetros. Presentan un núcleo que ocupa prácticamente todo el citoplasma de la célula y suele tener la cromatina bastante condensada. Presentan poco citoplasma donde puede haber lisosomas y algunos gránulos pequeñitos. Son una población de células muy heterogénea debido a que a veces pueden ser más grandes. (morfología).También son heterogéneos desde el punto de vista de su función y su longevidad. Están circulando constantemente por la sangre (salen y entran constantemente) Existen diferentes poblaciones de linfocitos y las clasificaremos en 3:
- Linfocitos B : Son los encargados de la RESPUESTA HUMORAL secretan anticuerpos al exterior para combatir las infecciones del organismo. En este proceso de activación se transforma en lo que se conoce como CÉLULA PLASMÁTICA la cual se instala en el tejido conjuntivo donde secreta anticuerpos. Una vez que se ha diferenciado un linfocito en esta celula plasmática no lo puede volver a hacer más. ¿Cómo se produce esta activación? Se produce cuando el linfocito tiene contacto con el antígeno al que reconoce. Estas células presentan una inmunoglobulina de superficie que es la que interacciona con el antígeno. Cuando se produce una interacción positiva, lo que hace el linfocito es internalizar este antígeno y procesarlo en un lisosoma. Después de esto presenta este antígeno en la superficie de la célula asociado a una molécula que es el MHC II. Una vez que se ha expuesto, este linfocito va a poder ser activado por otro linfocito distinto que es el LINFOCITO T, el cual reconoce esta proteína expuesta en la superficie y lo que va a hacer es inducir la proliferación de linfocitos B y al mismo tiempo inducir la transformación de los linfocitos B en células plasmáticas. - Linfocitos T: En realidad son linfocitos que tienen varios tipos de linfocitos. Encontramos en primer lugar los linfocitos TH (CD4) que también se les llama auxiliares y se encargan de activar a otras células del sistema inmune. Ayudan a la activación de macrófagos o linfocitos B. La función principal es la de interaccionar con otras células del sistema inmune que ya han interaccionado con el antígeno y estas células son las que se encargan de dar el
visto bueno a la molécula que exponen estos macrófagos o linfocitos. Encontramos los linfocitos TH1 que interaccionan con los macrófagos en el cual tras la interacción se produce interleucina 2 y IFN (interferón gamma) mientras que los linfocitos TH interaccionan con los linfocitos B y secretan interleucinas 4. Existen otros tipos de linfocitos que son los linfocitos TC (CD8) también llamados citotóxicos cuya función es la de eliminar a células que han sido infectadas. Esta eliminación se produce de la siguiente manera. Reconocen a células infectadas y reconocen esta infección mediante una exposición que en lugar de darse en el MHC II se produce en el MHC I. Todas las células de nuestro organismo presentan este MHC I. Esta señal es la que localizan los linfocitos TC y estos inducen a la destrucción de la célula ¿Cómo se produce esta interacción? Se produce por la secreción de dos sustancias por parte del linfocito. La primera sustancia es una sustancia que se llama PERFORINA que es una proteína que se incrusta en la membrana de la célula infectada y abre un poro grande en la membrana de esta célula. Al producirse eso toda la fisiología de la célula se pierde. Además participa otra proteína que es La GRANZIMA que se introduce por los poros y pone en marcha el proceso de apoptosis de la célula infectada a través de la inducción de la ruta intrínseca que conlleva la activación de las CASPASAS.
respuesta inmune mediada por anticuerpos o el linfocito NK detecta estos antígenos y pone en marcha este mecanismo de apoptosis. Lo que puede pasar en células cancerígenas es que le pueden pasar cosas en la superficie. Le pueden faltar antígenos como el MHC I y estos se activan para destruir la célula. PLAQUETAS Son elementos formes de la sangre cuya función principal es la de participar en la coagulación sanguínea. Son exclusivas de mamíferos. En otros vertebrados aparecen unas células llamadas “trombocitos” que tienen la misma función. A las plaquetas son se le llaman células puesto que son elementos que derivan de células. (Son fragmentos de una célula mucho más grande de la médula ósea llamada MEGACARIOCITO) El tamaño de una plaqueta va de 2 a 3 micras. (Son los elementos más pequeños de la sangre. Duran unos 10 dias en la sangre ¿Cuál es su morfología? Se la representa como una especie de disco mirándolo desde arriba, o en visión lateral como un disco bicóncavo con un borde irregular. La membrana de las plaquetas está replegada hacia el interior.
La estructura de la plaqueta está dividida en 2 partes ;
- Una parte más interna llamada GRANULOMERO - Una parte más externa llamada HIALOMERO En la parte del hialómero, las plaquetas tienen un glicocálix muy desarrollado y por debajo de ellos aparece una especie de haces de microtubulos que forman una estructura que rodean toda la periferia de la placa. Se la denomina BANDA MARGINAL. Es responsable de mantener la forma y estructura de la plaqueta. Además de microtubulos encontramos filamentos de actina, asociados con la membrana plasmática. Asociados a estos filamentos de actina también puede aparecer miosina. Estos filamentos están implicados en la formación de filopodios y además intervienen en la fase de coagulación formando una serie de estructuras contráctiles que forman el tapon del coagulo. En la parte del granulómero encontramos algunos orgánulos como pueden ser mitocondrias. Además encontramos los repliegues de la membrana que se han introducido hacia el interior que es lo que denominamos como SISTEMA DE CANALES. Además encontramos otra serie de elementos que son vesículas membranosas que forman el SISTEMA TUBULAR DENSO. Este sistema son elementos que derivan del RE o el Golgi. En estos sistemas se regula el acumulamiento de Ca2+. Por último también encontramos dentro del granulómero, GRÁNULOS DE SECRECION y estos son de varios tipos; Los gránulos “alfa”: Contienen principalmente factores de coagulación. Los gránulos “delta”: Contienen principalmente ADP, ATP y SEROTONINA. El ADP y ATP están involucrados en la unión de las plaquetas mientras que la serotonina es un “vasoconstrictor”. Los gránulos “lambda”: Son lisosomas y tienen enzimas hidrolíticas. ¿Cómo se produce la coagulación? La coagulación es un proceso complejo en el que ocurren una serie de eventos más o menos secuenciales que llevan a que cuando se produce una lesión en un vaso sanguíneo y la sangre sale al exterior, la coagulación tapona esa salida para que no se pierda sangre y se produzca un proceso de reparación. Encontramos una serie de factores que ponen en marcha el proceso. El primer fenómeno que ocurre es que cuando se producen una rotura de un vaso sanguíneo, las plaquetas quedan expuestas (factor de exposición) al colágeno o bien de la lamina basal o bien del tejido conjuntivo subyacente. Esto va a poner en marcha la adhesión ( factor de adhesión) de las plaquetas en esta región. La adhesión de las plaquetas al colágeno desencadena el siguiente factor que es el de “agregación plaquetaria”. Las plaquetas empiezan a secretar el contenido de sus gránulos. (Interviene el ATP y el ADP) de tal manera que las plaquetas quedan pegadas unas con otras. Esto forma una especie de tapón primario en que la agregación de las plaquetas tapona el sitio donde se ha producido la hemorragia.
Ocurre principalmente este proceso en los huesos planos ; principalmente en el esternón, los huesos del cráneo, las costillas y en los huesos largos pero no en todas sus partes (ocurre principalmente en las epífisis debido a que en la diáfisis se forma la médula amarilla por acumulación de tejido adiposo) La hematopoyesis va variando el sitio en función de la edad ¿Cómo es la estructura de la médula ósea? Es un tejido linfoide y tiene una estructura particular. Es un tejido conjuntivo formado por células reticulares que tienen proyecciones y son capaces de establecer comunicaciones entre ellas a través de uniones GAP. Además sintetizan MEC compuesta por colágeno tipo 3 y sustancia amorfa. Dentro de esta malla de tejido conjuntivo van a aparecer vasos sanguíneos que son los que nutren al tejido y recogen las células recién formadas y las distribuyen por el organismo. Estos vasos sanguíneos tienen una característica partículas y se denominan SINUSOIDES. Las características que presentan estos sinusoides son las siguientes:
- Tienen el aspecto de un tubo lleno de agujeros - La lamina basal está adelgazada
- La combinación de es tos factores permiten que las células que se forman en exterior de este vaso puedan pasar al torrente sanguíneo Lo siguiente que encontramos son los PRECURSORES DE LAS CÉLULAS SANGUINEAS. Estos precursores aparecen habitualmente formando una especie de “islotes”. Son islotes de células que van a dar lugar a un mismo tipo celular. (islotes que dan lugar a eritrocitos, eosinofilos y otros tipos). Por último encontramos que en la médula pueden aparecer GRANDES CANTIDADES DE MACRÓFAGOS. La función de los macrófagos aquí es la de degradar restos celulares y la de eliminar células que durante el periodo de maduración tienen algún tipo de defecto y deben ser eliminadas. Eliminan restos de eritrocitos a medida que van madurando por ejemplo. Una vez que las células han madurado pasan al torrente sanguíneo. Lo que hacen las células habitualmente es atravesar las células de los sinusoides y esto no lo hacen a través de las uniones sino que atraviesan el citoplasma de las células. Genealogía de la sangre: Derivan todas las células de la “célula madre pluripotencial”. Aparecen en la médula ósea no en mucha cantidad. Son células de pequeño tamaño parecidas a un linfocito. Estas células madre pluripotenciales dan lugar a dos tipos de células: - Las células madre linfoides : Son las células que van a dar lugar a todos los tipos de linfocitos - Las células madre mieloides : Van a dar lugar al resto de células de la sangre ERITROPOYESIS Ocurre cuando en la célula madura empiezan a incrementarse las cantidades de hemoglobina , comienzan a degradarse los orgánulos y el núcleo es expulsado al final de la maduración quedando un eritrocito maduro con las características vistas anteriormente. GRANULOPOYESIS Las células formadoras se denominan MIELOBLASTOS. En las etapas iniciales los mieloblastos son muy similares y van acumulando gránulos primarios común a todas las futuras células más adelante se van transformando en mielocitos donde comienzan a acumular los gránulos secundarios característicos de cada célula.
SISTEMA INMUNE
Los macrófagos fagocitan y actúan como células presentadoras de antígenos; viajan hasta los órganos linfoides secundarios donde de entre los 10^8 linfocitos que se cree que tenemos uno de ellos es específico para el antígeno que porta el macrófago; tras un tiempo y mucha dificultad se da la interacción del antígeno con el TCR del linfocito T naive a la par que hay interacciones con las proteína CD. El linfocito T naive puede convertirse en:
- TH1 : respuesta celular- secreta interferones Ϫ e interleuquinas-2. ACTIVACIÓN DE LOS MACRÓFAGOS Y DE LOS LINFOCITOS T CITOTÓXICOS.
- TH2: respuesta humoral-secreta interleuquinas 4,6 y 10. ACTIVAN A LOS LINFOCITOS B. El interferón Ϫ y la interleuquina-4 son de inhibición cruzada, cada una activa su vía e inhibe la siguiente. ¿ cómo decide en que convertirse? pues en función de cuál es el agente patógeno que ha entrado y cuál es la vía de entrada; si el patógeno es intracelular es mejor una respuesta celular mientras que si es intercelular es mejor una respuesta humoral porque el patógeno está por la sangre.
