Homeostasis y Sangre

Prof. Farm. Toxicólogo Raphael Arias

FISIOLOGIA

Homeostasis: es la constante de equilibrio del medio interno (liquido extracelular) y es regulada por mecanismos de retroalimentación.

Líquidos corporales: el agua corporal esta dividida en 2 grandes compartimientos(LIC y LEC)

LIC: es aquel que se encuentra dentro de la célula, representa el 40% del peso corporal total

LEC: se encuentra fuera de la célula, representa el 20% del peso corporal total. Se divide en:-Liquido intersticial: (rodea a las células)-Liquido intravascular: circula dentro de los vasos sanguíneos como plasma-Liquido transcelular: se encuentra en los espacios (sinovial, peritoneal, Pleural, pericardico, intraocular, endolinfa, perilinfa, secreciones digestivas y liquido cefalorraquídeo)

-Liquido intersticial:

-Liquido intravascular:

-Liquido transcelular:

Sangre: cumple con la función de transporte, aporta a la célula O2 y nutrientesy recoge sus productos metabólicos, forma parte del LEC, compuesta por un liquido llamado plasma y varios tipos de células en suspensión ( eritrocitos, leucocitos, plaquetas). Fase gaseosa (O2, CO2 y nitrógeno)

Hematocrito: % del volumen total de sangre ocupada por las células (99% eritrocitos, 1% leucocitos y plaquetas, no incluye plasma

Propiedades fisicoquímicas: Temperatura: superior a la de la piel, alrededor de 38ºCColor: rojo, debido a la Hb, pigmento proteico presente dentro de los eritrocitos, el color de la Hb varia con el grado de oxigenación en la sangre arterial, rica en O2

rojo vivo, pobre en O2 rojo oscuro

Densidad o peso especifico: depende de la cantidad de eritrocitos y su contenidode Hb, así como su concentración de proteínas plasmáticas

Funciones de la sangre:A- Transporte:-Respiración: transporta O2 desde las pulmones a las células de los tejidos y CO2

desde las células hacia los tejidos-Nutrición: transporta glucosa, ácidos grasos, aminoácidos, vitaminas y electrolitos desde el tracto gastrointestinal hacia los diferentes tejidos-Excreción: recoge los productos de desecho del metabolismo celular, como urea, creatinina, acido úrico y bilirrubina-Comunicación: hormonas, producidas en las glándulas endocrinas, son transportadas por la sangre

B- Regulación:-Equilibrio acido-base: la Hb, proteínas plasmáticas y otros solutos actúan como sistema amortiguador que evitan los cambios bruscos de pH que pueden alterar la homeostasis-Temperatura corporal: transporta el calor generado en las reacciones metabólicas hasta la piel y pulmones, para disiparlos-Equilibrio hidroelectrolitico: la sangre interviene en la distribución del agua y los iones en los diferentes compartimientos líquidos

C- Protección: -Inmunidad: leucocitos, proteínas plasmáticas, anticuerpos, sistema de complemento,Interferones, defienden al organismo frente a agentes patógenos, como bacterias, Virus y hongos-Hemostasia: las plaquetas y los factores de la coagulación impiden la hemorragia

Volemia: volumen total de sangre que varia con el sexo y la edad. Promedio hombre5 a 6 lts. Se determina estimando por separado el volumen plasmático y eritrocitario

Plasma: fase liquida de la sangre, papel fundamental en la homeostasis, 4.5% pesocorporal y 7.5% ACT. Amarillo claro en ayuna y mas o menos opalescente despuésde la ingestión de alimentos, se obtiene de la sangre por centrifugación o sedimentación

Composición del plasma: 91-93% agua, proteínas plasmáticas (albúmina 55%, globulinas 38%, y fibrinogeno 7%), sustancias nitrogenadas (urea,creatinina, acido úrico, amoniaco Bilirrubina), componentes glucidicos (glucosa), componentes lipidicos (colesterol y lípidos), Gases ( O2 y CO2)

Proteínas plasmáticas:A- Albúmina: pequeña proteína, producida en el hígado, almacén circulante de aminoácidos, ejerce la mayor parte de la presión oncotica plasmática, confiere viscosidad plasmática y sanguínea, transporta sustancias: ácidos grasos libres, aa, hormonas, fármacos, minerales

B- Globulinas: se dividen en alfa (α)1 y (α)2, beta (β) se sintetizan en el hígado y otros tejidos. (α)1: alfa-fetoproteina, antitripsina y la transcortina (α)2: macroglobulinas, ceruloplasmina, haptoglobina y la antitrombina (β): transferrina, fibronectina, plasminogeno y la protrombina(α) y (β): transportan pigmentos, metales, lípidos, glúcidos, hormonas, inhibidores enzimáticos.C- Gamma (γ): inmunoglobulinas (Ig) o anticuerpos de defensa del organismoIgG: 80-85%IgA: secreciones mucosasIgM: intervienen en las respuestas inmunológicas inmediatasIgD: importantes en la activación de linfocitos BIgE: media las reacciones alérgicas

Sustancias nitrogenadas:

Urea: producto de degradación terminal de las proteínas, de excreción renal 10-20mg%

Creatinina: resulta del metabolismo proteico, se excreta por vía renal 0.5-1.2mg%

aa libre: los mas abundantes son alanina y glutamina. 50mg%

Acido úrico: producto de la degradación terminal de las bases puricas en el hombre 5mg%

Amoniaco NH3: aumentado en las enfermedades hepáticas 0.1-0.2mg%

Bilirrubina: producto de la degradación del Hem, con un nivel máximo normal de 1mg%

Componentes glusidico: el azúcar circulante mas abundante es la glucosa, aumentada en la diabetes mellitus. Ademas circulan otras hexosas y algunas pentosas

Componentes lipidicos:

-Colesterol: implicado en la génesis y desarrollo de la arteriosclerosis y ateroesclerosis 150-250mg%

-Triglicéridos: 70-150mg%

-Ácidos grasos: no esterificados y fosfolipidos

*Por su insolubilidad en el agua los lípidos son transportados en su mayor parte por proteínas, bajo la forma de lipoproteínas.

Productos del metabolismo intermedio: ácidos orgánicos, láctico, pirúvico, cítrico. También cuerpos cetónicos producto de la oxidación de ácidos grasos que son: el acido beta-hidroxibutirico, acido acetoacetico y la acetona, no deben exceder los 0.07mg%

Componentes minerales: electrolitos aniones ( bicarbonato, Cl-, sulfatos, fosfatos y cationes Na+, K+, Ca++, Mg++

Gases: cumplen función respiratoria O2 y CO2.

EritrocitosLos eritrocitos, (también llamados glóbulos rojos o hematíes), son los elementos formes cuantitativamente más numerosos de la sangre. La hemoglobina es uno de sus principales componentes, y su objetivo es transportar el oxígeno hacia los diferentes tejidos del cuerpo.

Forma:Los eritrocitos humanos carecen de núcleo y de mitocondrias, por lo que deben obtener su energía metabólica a través de la fermentación láctica. El eritrocito es un disco bicóncavo de más o menos 7 a 7,5 μm (micrometros) de diámetro y de 80 a 100 fL de volumen. 

Eritropoyesis Tarda 7 dias

La eritropoyesis es el proceso que se corresponde a la generación de los glóbulos rojos (también conocidos como eritrocitos o hematíes). Este proceso en los seres humanos ocurre en diferentes lugares dependiendo de la edad de la persona.Durante las primeras semanas de la vida intrauterina la eritropoyesis se da en el saco vitelino. Posteriormente, en el segundo trimestre de gestación la eritropoyesis se traslada al hígado y en la vida extrauterina, este proceso ocurre en la médula ósea, principalmente de los huesos largos. Hacia los 20 años los huesos largos se llenan de grasa y la eritropoyesis se llevará a cabo en huesos membranosos como las vértebras, el esternón, las costillas y los ilíacos.El proceso se inicia con una célula madre que genera una célula diferenciada para producir eritrocitos que mediante diferentes mecanismos enzimáticos llega a la formación de reticulocitos, los cuales tres días después se transforman en hematíes maduros. La vida media de un eritrocito es de 120 días.

La eritropoyetina o EPO es una hormona glicoproteica que estimula la formación de eritrocitos y es el principal agente estimulador de la eritropoyesis natural. En los seres humanos, es producida principalmente por el riñón (90%), el resto en el hígado.

Factores necesarios para la eritropoyesis:-Vitamina B12 (cianocobalamina)-Acido Fólico-Hierro

FerritinaEs una proteína que se encuentra dentro de las células y que almacena hierro de manera que el cuerpo lo pueda usar posteriormente. Un examen de ferritina mide indirectamente la cantidad de hierro presente en la sangre.

Composición de los eritrocitos: 60% agua y 40% solidó. Del solidó total 90% corresponde a la Hb y 10% al estroma que es la membrana celular

Proteínas presentes en los eritrocitos:

A- Glicoforina C: glicoproteina presente en la membrana. Posee residuos de acidosialico que proporcionan una carga negativa al eritrocito por la parte exterior, además posee antigenos de las grupos sanguíneos

B- Espectrina: se encuentra en la parte interior de la membrana mantiene la forma bicóncava y le confiere deformabilidad, mediante la formación de microfilamentos. La integridad de la membrana requiere la fosforilación de la espectrina por una quinasa

C- Actina: tiene actividad ATpasa calcio dependiente y forma complejos con la espectrina. Su anormalidad causa alteraciones en la forma de los eritrocitos (esferocitos, ovalocitos)

D- Enzimas: son del metabolismo glicolitico de fosforilación y las ATpasas. Contribuye a mantener la integridad morfofuncional globular

E- Lípidos: 40% del peso de la membrana, fosfatidilcolina, fosfatidiletanolamina, esfingomielina y fosfatidilserina, el lípido neutro mas abundante es el colesterol libre

F- Carbohidratos: 8% del peso de la membrana, se encuentran mayormente combinados con proteínas y lípidos. Aportan los antigenos para los grupos sanguíneos

La hemoglobina (a menudo abreviada como Hb) es una heteroproteína de la sangre, de masa molecular 64.000 (64 kDa), de color rojo característico, que transporta el oxígeno desde los órganos respiratorios hasta los tejidos

La hemoglobina es un pigmento de color rojo, que al interaccionar con el oxígeno toma un color rojo escarlata, que es el color de la sangre arterial y al perder el oxígeno toma un color rojo oscuro, que es el color característico de la sangre venosa.

Valores de referenciaPara varones: 18,0 ± 2,0 g/dl. Para mujeres: 16,0 ± 2,0 g/dl.Otras fuentes citan valores de referencia de:- varones 13 - 17 g/dl- mujeres 12 - 15 g/dl- en niños puede ser más bajo, hasta 11 g/dl.

Síntesis de la hemoglobina: la síntesis comienza en los eritroblastos y prosigue durante las etapas celulares sucesivas, es una molécula de estructura tetramerita, formada por dos pares idénticos de cadenas polipeptídicas (globina) estas se encuentran unidas en su interior a un grupo prostético funcional, el Hem que esta formado a su vez por un atomo de hierro y una protoporfirina.La porción Hem de la hemoglobina se sintetiza a partir de AC acético y glicina en las mitocondrias.

El AC acético, durante el ciclo de Krebs, se transforma en succinil- CoA, luego dos moléculas de este se combinan con dos moléculas de glicina para formar un compuesto pirrolico, luego cuatro (4) compuestos pirrolicos se combinan para formar uno de protoporfirina, la protoporfirina se combina con hierro para formar la molécula de hem, cada molécula de hem se combina con una cadena polipeptídica sintetizadas por los Ribosomas denominada globina, lo que forma una subunidad de hemoglobina, llamada cadena de hemoglobina, la unión laxa de cuatro de estas cadenas forman la hemoglobina.

Función: es la capacidad de unirse reversiblemente con el O2 La hemoglobina unida al oxigeno forma la oxihemoglobina. La afinidad de la hemoglobina por el oxigeno se modifica por el Ph, CO2, la temp, y la concentracion de 2,3-difosfoglicerato (2,3-DPG). Disminucion del PH, Aumento de la temp, concentracion del CO2 y de 2,3-DPG. La hemoglobina que ha liberado el O2 se convierte en desoxihemoglobina.

Algunos fármacos y agentes oxidantes transforman el hierro ferroso (Fe++) de la hemoglobina en ferrico (Fe+++) generandose metahemoglobina incapaz de transportar O2. pero el sistema enzimatico NADH- Metahemoglobina reductasa, convierte la metahemoglobina en hemoglobina. También interviene en el trasporte de CO2 desde los tejidos a los alvéolos pulmonares y actúan como sistema amortiguador.

METABOLISMO ERITROCITARIOMETABOLISMO ERITROCITARIOTransporte de membrana.Transporte de membrana.Obtención de energía: Glicólisis anaeróbica.Obtención de energía: Glicólisis anaeróbica.Vías metabólicas.Vías metabólicas.Enzimas de importancia.Enzimas de importancia.

ENZIMAS DEL METABOLISMO ERITROCITARIO

La maduración eritroblástica conlleva a la desaparición de casitodas las vías metabólicas de cualquier otra célula.El eritrocito maduro es incapaz de sintetizar lípidos o proteínas.

Única fuente energética:

Glucólisis anaerobia

Rendimiento neto 2 ATP por cadaMolécula de glucosa oxidada.

METABOLISMO ERITROCITARIO.

La función más importante del eritrocito es el transporte de O2 y CO2 La función más importante del eritrocito es el transporte de O2 y CO2 No No requiere consumo de requiere consumo de ENERGÍA.ENERGÍA.

Los procesos metabólicos que requieren energía son: Los procesos metabólicos que requieren energía son:

- Mantenimiento de los gradientes (K+, Ca++).- Mantenimiento de los gradientes (K+, Ca++).- Mantenimiento de los fosfolípidos de membrana.- Mantenimiento de los fosfolípidos de membrana.- Mantenimiento de la hemoglobina ferrosa funcional Fe++.- Mantenimiento de la hemoglobina ferrosa funcional Fe++.- Protección de las proteínas de la oxidación.- Protección de las proteínas de la oxidación.- Síntesis de glutatión.- Síntesis de glutatión.

ATP

TRANSPORTE DE MEMBRANATRANSPORTE DE MEMBRANA

El intercambio en la membrana permite mantener una composición catiónica El intercambio en la membrana permite mantener una composición catiónica intracelular con intracelular con niveles de K+ y niveles de K+ y de Na+ y Ca++ = en contra del gradiente de Na+ y Ca++ = en contra del gradiente extracelular extracelular K+ y K+ y Na+ y Ca++. Na+ y Ca++.

Acuaforina-1

H2O

H2O

Mediante estas bombas se previene la adversa acumulación de sodio y calcio Mediante estas bombas se previene la adversa acumulación de sodio y calcio intracelular = ATP.intracelular = ATP.

Si Si ATP = El Glóbulo se hincha por entrada libre de H2O, CL- y H2CO3. ATP = El Glóbulo se hincha por entrada libre de H2O, CL- y H2CO3.

La glucosa plasmática es transportada por difusión facilitada mediada por el La glucosa plasmática es transportada por difusión facilitada mediada por el “transportador de glucosa” (banda 4.5).“transportador de glucosa” (banda 4.5).

La glucosa es metabolizada anaeróbicamente en la Vía EMH La glucosa es metabolizada anaeróbicamente en la Vía EMH ácido láctico. ácido láctico.

El eritrocito no acumula glucogeno en su interior, pero la utiliza (glucosa) El eritrocito no acumula glucogeno en su interior, pero la utiliza (glucosa) continuamente para mantener su metabolismo. La utilizacion de la glucosa se continuamente para mantener su metabolismo. La utilizacion de la glucosa se efectua por 2 vias: la glicolisis anaerobica y la glicolisis aerobicaefectua por 2 vias: la glicolisis anaerobica y la glicolisis aerobica

Via glicolitica anaerobica: 90% de la glucosa es catabolizada en forma anaerobica a piruvato y lactato. Por cada molecula de glucosa metabolizada hay ganancia neta de 2 ATP, que asegura el funcionamiento de la bomba Na+-K+ ATPasa e impide la hiperhidratacion de eritrocito. Ademas genera NADH(H+) que la coenzima de la metahemoglobina reductasa, que reduce a la metahemoglobina,otro que se reducepor esta via es el 2,3DPG, que disminuye la afinidad de la Hb por el O2, con lo cuallo cede mas facilmente a los tejidos.

Via de las pentosas fosfato: 10% de la glucosa es catabolizada por esta via, que provee al eritrocito un mecanismo reductor efectivo, el eritrocito debe proteger su Hb, enzimas y membranas del daño oxidativo del peroxido de hidrogeno (H2O2)Intraeritrocitario. Esto se logra con el glutacion reducido que se oxida reduciendoa su vez al (H2O2). El NADH ( nicotinamida adenina dinucleótida) por intercambiodel glutacion reductasa, reduce al glutacion para que se mamtenga como reservaantioxidante. A su vez el NADH se regenera en el paso de glucosa-6fosfato a 6-fosfogluconato, por intermedio de la glucosa-6-fosfato-deshidrogenasa, si este mecanismo falla, la Hb sufre daño irreversible y se presipita, formando los cuerpos de Heinz. El NADH protege a la globina y las proteinas estructurales de la oxidacion de los grupos sulfidrilos (SH)

Tiempo de vida del globulo rojo: 120 dias promedio.

Grupo sanguíneoUn grupo sanguíneo es una clasificación de la sangre de acuerdo con las características presentes o no en la superficie de losglóbulos rojos y en el suero de la sangre. Las dos clasificaciones más importantes para describir grupos sanguíneos en humanos son los antígenos (el sistema ABO) y el factor Rh

Tabla de compatibilidad entre grupos sanguíneos

Receptor

O- O+ A- A+ B- B+ AB- AB+

O- X

O+ X X

A- X X

A+ X X X X

B- X X

B+ X X X X

AB- X X X X

AB+ X X X X X X X X

LeucocitoLos leucocitos (también llamados glóbulos blancos) son un conjunto heterogéneo de células sanguíneas que son los efectores celulares de la respuesta inmunitaria, así intervienen en la defensa del organismo contra sustancias extrañas o agentes infecciosos (antígenos). Se originan en la médula ósea y en el tejido linfático.

Son células con núcleo, mitocondrias y otros orgánulos celulares. Son capaces de moverse libremente mediante seudópodos. Su tamaño oscila entre los 8 y 20 μm (micrómetros). Su tiempo de vida varía desde algunas horas, meses y hasta años. Estas células pueden salir de los vasos sanguíneos a través de un mecanismo llamado diapédesis (prolongan su contenido citoplasmático), esto les permite desplazarse fuera del vaso sanguíneo y poder tener contacto con los tejidos al interior del cuerpo.

Según la forma del núcleo se clasifican en:Leucocitos con núcleo sin lóbulos o mononucleares:

LinfocitosMonocitos

Leucocitos con núcleo lobulado o polimorfonucleares:NeutrófilosBasófilosEosinófilos

Granulocitos: presenta gránulos en su citoplasma, con núcleo redondeado y lobulado, formados en las células madres de la médula ósea: eosinófilos, basófilos y neutrófilos.

                                    

                                                 

Neutrófilo Eosinófilo

Basófilo

Agranulocitos: