40.5: Componentes de la Sangre - Glóbulos Rojos

Los glóbulos rojos, elaborados a partir de células madre de médula ósea, son cruciales para el intercambio de oxígeno y dióxido de carbono en todo el cuerpo.

Objetivos de aprendizaje

• Explicar la estructura y función de los glóbulos rojos

Puntos Clave

• Los glóbulos rojos, o eritrocitos, obtienen su color de la proteína hemoglobina que contiene hierro que transporta el oxígeno de los pulmones al cuerpo y el dióxido de carbono de regreso a los pulmones.
• En la mayoría de los mamíferos, los eritrocitos no tienen orgánulos (por ejemplo, núcleo, mitocondrias); esto libera espacio para las moléculas de hemoglobina y evita que la célula use el oxígeno que transporta.
• Los invertebrados utilizan diferentes pigmentos, como la hemocianina (una proteína azul-verde que contiene cobre), la clorocruorina (un pigmento que contiene hierro de color verde) y la hemeritrina (una proteína roja que contiene hierro), para unirse y transportar oxígeno.
• Los glóbulos rojos tienen una variedad de glicoproteínas de superficie y glicolípidos que dan como resultado los diferentes tipos de sangre A, B y O.
• El promedio de vida de un glóbulo rojo es de 120 días, momento en el que el hígado y el bazo los descomponen para su reciclaje.

Términos Clave

• hemoglobina: sustancia que contiene hierro en los glóbulos rojos que transporta oxígeno de los pulmones al resto del cuerpo; consiste en una proteína (globulina) y hemo (un anillo de porfirina con hierro en su centro)
• hemolinfa: un fluido circulante en los cuerpos de algunos invertebrados que es el equivalente a la sangre
• anucleado: de una célula que no tiene núcleo
• eritrocito: una célula anucleada en la sangre involucrada en el transporte de oxígeno llamada glóbulo rojo debido a la coloración roja de la hemoglobina

Glóbulos Rojos

Los glóbulos rojos, o eritrocitos (eritro- = “rojo”; -cito = “célula”), células especializadas que circulan por el cuerpo entregando oxígeno a otras células, se forman a partir de células madre en la médula ósea. En los mamíferos, los glóbulos rojos son células pequeñas, bicóncavas que, en la madurez, no contienen un núcleo ni mitocondrias; solo tienen un tamaño de 7—8 µm. En aves y reptiles no aviares, los glóbulos rojos contienen un núcleo.

La coloración roja de la sangre proviene de la proteína hemoglobina que contiene hierro (ver [a] en) El trabajo principal de esta proteína es transportar oxígeno, pero también transporta dióxido de carbono. La hemoglobina se empaqueta en los glóbulos rojos a una tasa de aproximadamente 250 millones de moléculas de hemoglobina por célula. Cada molécula de hemoglobina une cuatro moléculas de oxígeno para que cada glóbulo rojo lleve mil millones de moléculas de oxígeno. Hay aproximadamente 25 billones de glóbulos rojos en los cinco litros de sangre del cuerpo humano, los cuales podrían transportar hasta 25 sextillones (25 × 10 ²¹) moléculas de oxígeno en cualquier momento. En los mamíferos, la falta de orgánulos en los eritrocitos deja más espacio para las moléculas de hemoglobina. La falta de mitocondrias también impide el uso del oxígeno para la respiración metabólica. Solo los mamíferos tienen glóbulos rojos anucleados; sin embargo, algunos mamíferos (camellos, por ejemplo) tienen glóbulos rojos nucleados. La ventaja de los glóbulos rojos nucleados es que estas células pueden sufrir mitosis. Los glóbulos rojos anucleados se metabolizan anaeróbicamente (sin oxígeno), haciendo uso de una vía metabólica primitiva para producir ATP y aumentar la eficiencia del transporte de oxígeno.

Figura\(\PageIndex{1}\): Diferentes proteínas portadoras de oxígeno: (a) En la mayoría de los vertebrados, la hemoglobina entrega oxígeno al cuerpo y elimina algo de dióxido de carbono. La hemoglobina está compuesta por cuatro subunidades proteicas, dos cadenas alfa y dos cadenas beta, y un grupo hemo que tiene hierro asociado a ella. El hierro se asocia reversiblemente con el oxígeno; al hacerlo, se oxida de Fe2+ a Fe3+. b) En la mayoría de los moluscos y algunos artrópodos, la hemocianina suministra oxígeno. A diferencia de la hemoglobina, la hemolinfa no se transporta en las células sanguíneas, sino que flota libre en la hemolinfa. El cobre, en lugar de hierro, une el oxígeno, dando a la hemolinfa un color azul-verde. (c) En los anélidos, como la lombriz de tierra y algunos otros invertebrados, la hemeritrina transporta oxígeno. Al igual que la hemoglobina, la hemeritrina se transporta en las células sanguíneas y tiene hierro asociado a ella, pero a pesar de su nombre, la hemeritrina no contiene hemo.

No todos los organismos utilizan la hemoglobina como método de transporte de oxígeno. Los invertebrados que utilizan hemolinfa en lugar de sangre utilizan diferentes pigmentos que contienen cobre o hierro para unirse al oxígeno. La hemocianina, una proteína azul-verde que contiene cobre, se encuentra en moluscos, crustáceos y algunos de los artrópodos (b). La clorocruorina, un pigmento de color verde que contiene hierro, se encuentra en cuatro familias de gusanos tubo poliquetos. La hemeritrina, una proteína roja que contiene hierro, se encuentra en algunos gusanos poliquetos y anélidos (c). A pesar del nombre, la hemeritrina no contiene un grupo hemo; su capacidad de transporte de oxígeno es pobre en comparación con la hemoglobina.

El pequeño tamaño y la gran superficie de los glóbulos rojos permiten una rápida difusión de oxígeno y dióxido de carbono a través de la membrana plasmática. En los pulmones, el dióxido de carbono se libera mientras que el oxígeno es absorbida por la sangre. En los tejidos, el oxígeno se libera de la sangre mientras que el dióxido de carbono se une para su transporte de regreso a los pulmones. Los estudios han encontrado que la hemoglobina también se une al óxido nitroso (NO). El óxido nitroso es un vasodilatador: un agente que provoca la dilatación de los vasos sanguíneos, reduciendo así la presión arterial. Relaja los vasos sanguíneos y capilares, lo que puede ayudar con el intercambio de gases y el paso de los glóbulos rojos a través de vasos estrechos. La nitroglicerina, un medicamento para el corazón para la angina y los ataques cardíacos, se convierte en NO para ayudar a relajar los vasos sanguíneos, incrementando el flujo de oxígeno por todo el cuerpo.

Una característica de los glóbulos rojos es su recubrimiento de glicolípidos y glicoproteínas; estos son lípidos y proteínas que tienen moléculas de carbohidratos unidas. En los seres humanos, las glicoproteínas y glicolípidos de superficie en los glóbulos rojos varían entre individuos, produciendo los diferentes tipos de sangre, como A, B y O. Los glóbulos rojos tienen una vida media de 120 días, momento en el que se descomponen y reciclan en el hígado y el bazo por macrófagos fagocíticos, a tipo de glóbulo blanco.