II.- Fisiología de la sangre

Rafael Sirera, PhD

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II.- Fisiología de la sangre

1. Funciones fisiológicas de la sangre. Componentes del plasma. Elementos formes o celulares. Transporte plasmático. Tipos sanguíneos.2. Hemostasia y coagulación de la sangre. Fibrinolísis.

II.1.- Fisiología de la sangre

1. Funciones fisiológicas de la sangre. Componentes del plasma: Proteínas plasmáticas, transporte de iones y metabolitos. Elementos formes o celulares: eritrocitos, plaquetas y leucocitos. Transporte plasmático. Tipos sanguíneos. Homeostasis.

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1. Conocer los componentes del plasma: 1. Proteínas plasmáticas, iones y metabolitos.

2. Identificar los elementos formes o celulares1. eritrocitos, plaquetas y leucocitos.

3. Entender el transporte sanguíneo. 4. Conocer los tipos sanguíneos. 5. Estudiar los mecanismos de homeostasis.

Objetivos de aprendizaje

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Funciones fisiológicas de la sangre

• Transporte

• Regulación del pH

• Balance iónico

• Coagulación

• Defensa contra toxinas y patógenos

• Regulación de la temperatura corporal

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Análisis de la sangre

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La sangre

–Es un fluido• Mantiene el medio

interno• Contiene células

suspendidas en un matriz fluida coloidal

• Muy viscosa• Ligeramente alcalina,

pH 7.4

– Tansporta materiales “de y para” las células• Gases: O2 y CO2

• Nutrientes• Hormonas• Componentes del sistema

inmune• Mecanismos de coagulación• Productos de desecho

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Características física de la sangre

• Componentes– Plasma

• Agua• Proteínas• Iones• metabolitos

– Células• Eritrocitos (células rojas o

hematíes) • Leucocitos (células

blancas) • Plaquetas (trombocitos)

• 7% del peso corporal:• 5-6 l hombre

• 4-5 l mujer

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1 Withdrawblood and placein tube.

2 Centrifuge theblood sample.

Plasma

• 55% of whole blood• Least dense component

Buffy coat

• Leukocytes and platelets• <1% of whole blood

Erythrocytes

• 45% of whole blood• Most dense component

Formedelements

Hematocrit (Percent of blood volume that is RBCs)47% ± 5% for males42% ± 5% for females

Componentes de la sangre

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GasesO2

CO2

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Plasma

• Origen de las proteínas plasmáticas– 90% en el hígado– Los anticuerpos los producen las células plasmáticas– Las hormonas por las glándulas endocrinas

• Diferencias entre el plasma y el líquido intersticial– Niveles de O2 y CO2

– Concentraciones y tipos de proteínas• Las proteínas del plasma no atraviesan el endotelio capilar

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Rafael Sirera PérezDepartamento de Biotecnología

Proteínas Plasmáticas

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• Patrón electroforético de las proteínas del plasma en gel de agarosa• Se observan 5 fracciones

• También se puede emplear la cromatografía y la precipitación

Electroforesis del plasma

Inmunoelectroforesis cruzada bidimensional

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Principales proteínas plasmáticasProteína Conct. (g/l) Mr, (kDa) Función Acción

Transtiretina (prealbúmina )

0,15-0,36 62 Transporte Tiroxina, vitamina A

Albúmina 39-51 66 Transporte Presión oncótica, Reservorio de amino ácidosTransportador de moléculas pequeñas

1-antitripsina 2-4 54 Inhibidor Inhibidor de proteasas

2-macroglobulina 1,5-3,5 725 Inhibidor Inhibidor de proteasas

Haptoglobina 0,4-2,9 100 Transporte Fija Hemoglobina

-lipoproteína 2,7-7,4 380 Transporte Transporta lípidos

Transferrina 2-4 80 Transporte Transporta hierro

C3 0,6-1,4 185 Defensa Componente mayoritario del complemento

Fibrinógeno 1-4 340 Hemostasia Formación del coágulo

IgG 7-15 150 Defensa Anticuerpo de tipo IgG

IgA 0,4-3,5 320 Defensa Anticuerpo de tipo IgA

IgM 0,25-2 850 Defensa Anticuerpo de tipo IgM

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Células sanguíneas

• Sólo los leucocitos son células completas

• Los hematíes no tienen núcleo o orgánulos

• Las plaquetas son fragmentos celulares

• Viven pocos días en la sangre• Se originan en la médula ósea• No se dividen

Platelets

NeutrophilsLymphocyte

Erythrocytes Monocyte

hematíes

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Anatomía de los hematíes

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Características de los hematíes

• Son el 99.9 % de las células de la sangre, 5x106µl– Confieren la viscosidad a la sangre

• Discos bicóncavos, sin núcleo• Contienen hemoglobina (Hb), >97% (seco)• Alta relación membrana-volumen• Metabolismo anaerobio al carecer de

mitocondrias• Morfología muy adaptativa, permite su paso por

los capilares (espectrina)• Vida media de 120 días

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viscosidad de la sangre

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Hemoglobina

• Estructura de la Hb• Globina: dos cadenas alpha y 2 beta• Un grupo Hemo en cada globina• Un átomo de Fe en cada hemo que una a una molécula de O2

• cada Hb transpota 4O2

• ↓pO2 libera O2 y une CO2

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Reciclado eritrocitosferritin and hemosiderin

Ferritin is a globular protein complex consisting of 24 protein subunits and is the primary intracellular iron-storage protein in both prokaryotes and eukaryotes, keeping iron in a soluble and non-toxic form. Ferritin that is not combined with iron is called apoferritin.

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Metabolismo del hierro

La hepcidina es una hormona peptídica producida por el hígado, que parece ser el regulador central del metabolismo del hierro en humanos y otros mamíferos

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• Five Primary Functions of the Skeletal System

• Support• Storage of Minerals (calcium) and

Lipids (yellow marrow)• Blood Cell Production (red marrow)• Protection• Leverage (force of motion)

Médula ósea

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Médula ósea

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Eritropoyesis

Fases1. Síntesis ribosomal2. Acumulación de hemoglobina3. Eyección del núcleo y formación del

reticulocito

Stem cell

HemocytoblastProerythro-blast

Earlyerythroblast

Lateerythroblast Normoblast

Phase 1Ribosomesynthesis

Phase 2Hemoglobinaccumulation

Phase 3Ejection ofnucleus

Reticulo-cyte

Erythro-cyte

Committedcell

Developmental pathway

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Eritropoyesis

• Regulación de la eritropoyesis

• La síntesis de eritrocitos requiere• Aminoácidos, lípidos, carbohidratos…

• Hierro

• De la Hb (65%), hígado, bazo y médula

• Almacenado en células como ferritina y hemosiderina

• Tranportado por la transferrina

• Vitaminas B12 (factor intrínseco), B6 y ácido fólico

• síntesis de DNA, división y maduración celular

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Kidney (and liver toa smaller extent)releaseserythropoietin. Erythropoietin

stimulates redbone marrow.

Enhancederythropoiesisincreases RBCcount.

O2- carryingability of bloodincreases.

Homeostasis: Normal blood oxygen levels

Stimulus:Hypoxia (low bloodO2- carrying ability)

due to• Decreased

RBC count• Decreased amount

of hemoglobin• Decreased

availability of O2

1

2

3

4

5

IMBALANCE

IMBALANCE

Homeostasis

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Anemia

leucocitos

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Leucocitos

• Son <1% del volumen de la sangre– 5000 a 10,000 por microlitro

• No tienen Hb pero sí núcleo y orgánulos• Salen de los capilares por diapédesis y tiene movimiento ameboide• Se mueven gracias a señales quimiotácticas

• Funciones– Defensa de patógenos– Elimar toxinas y restos celulares– Atacar células anormales– Remodelado tisular

• Leucocitosis: >11,000/mm3

– Respuesta a la invasión de patógenos

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Circulación y movimiento

– La mayor parte está residente en tejidos

• Conectivo

• Órganos linfoides

– Poca cantidad en sangre periférica

• Pueden salir de la sangre

• Son fagocíticos y citolíticos

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Formedelements

Platelets

Leukocytes

Erythrocytes

DifferentialWBC count

(All total 4800 –10,800/l)

Neutrophils (50 – 70%)

Lymphocytes (25 – 45%)

Eosinophils (2 – 4%)

Basophils (0.5 – 1%)

Monocytes (3 – 8%)

Agranulocytes

Granulocytes

Tipos de leucocitos

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Tipos de leucocitos

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Neutrófilos

• Los más abundantes, 50–70%• Se denominan polimorfonuclears (PMNs)• Tienen gránulos azidófilos y basófilos con

enzimas hidrolíticos• Son fagocíticos• Liberan prostaglandinas y leucotrienos• Forman el pus

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Eosinófilos

• 2–4%• Núcleo rojo y bilobulado• Tienen gránulos acidófilos con enzimas

hidrolíticos, citotóxicos y NO• Liberan el contenido de los gránulos

– Atacan parásitos• Sensibles a los alérgenos

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Basófilos

• Muy escasos, <1%• Grandes gránulos basófilos que contienen

histamina– Vasodilatador – Quimitáctico

• Liberan heparina• Funcionalmente son como los mastocitos

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Monocitos

• Son grandes, esféricos y el 2–8% de los WBCs

• Núcleo en forma de riñón• Salen de la circulación y se convierten

en macrófagos• Células fagocíticas muy activas• Activan a los linfocitos• Inducen quimiotáxis

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Linfocitos

• 20–30% de los WBCs circulantes• Núcleo grande y púrpura. Gran

relación núcleo-citoplasma• Principalmente en los tejidos• Pieza clave de la inmunidad adaptativa• Dos tipos

– Células B– Células T

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Clases de linfocitos

– T• Inmunidad mediada por células (citocinas)

• Citotoxicidad

– B• Inmunidad humoral (Abs)

• plasma cells

– Natural killer (NK)• Destruyen células aberrantes

• Inmunidad innata

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Hemocytoblast

Myeloid stem cell Lymphoid stem cell

Myeloblast Myeloblast MonoblastMyeloblast Lymphoblast

Stem cells

Committedcells

Promyelocyte PromyelocytePromyelocyte Promonocyte Prolymphocyte

Eosinophilicmyelocyte

Neutrophilicmyelocyte

Basophilicmyelocyte

Eosinophilicband cells

Neutrophilicband cells

Basophilicband cells

Developmentalpathway

Eosinophils NeutrophilsBasophils

Granular leukocytes

(a) (b) (c) (d) (e)Monocytes Lymphocytes

Agranular leukocytes

Some becomeSomebecome

Leucopoyesis

Regulado por:•Interleuquinas (e.g., IL-1, IL-2)•Colony-stimulating factors (CSFs)

Plaquetas

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Plaquetas

• 150,000 - 500,000 por microlitro

• Fragmentos celulares de megacariocitos

– Los no mamíferos tienen núcleo

• Implicados en la coagulación

• Circulan durante 9–12 días

– Eliminados por el bazo

• Los gránulos contiene serotonina, calcio,

enzimas, ADP y PDGF

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Hematopoyesis, trombopoyesis

Thrombopoietina (TPO)

Interleuquina-6 (IL-6)

Multi-CSF

Grupos sanguíneosTransfusión

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Tipaje sanguíneo

• Si los donantes no son compatibles

– La sangre se aglutina y hemoliza

– Los Abs del plasma se encuentran con su ligando en la superficie de los

hematíes

• Los tipos sanguíneos

– Están determinados genéticamente (30 tipos de glicoproteinas)

– Los antígenos en la superficie de los RBCs

• A, B, Rh (ó D)

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Tipos

• El factor Rh

– Antígeno D

– Rh positivo (Rh+)

– Rh negativo (Rh-)

• Sólo las personas Rh- sensibilizadas

tienen Abs anti-Rh

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Tipado

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Rh y embarazo

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Datos poblacionales

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Resumen

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