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Sección 3 Sisterna ,Sanguíneo lntroducción La sangre, uno de los cuatro humores de los".grie- gos, es un tejido líquido que cumple diferentes fun- ciones según el tipo celular involucrado. En el marco líquido aportado por el plasma, los glóbulos rojos o eritrocitos son los encargados de transportar el oí- geno mediante la hemoglobinas encerrada dentro de sus membranas. La serie roja participa junto con el sistema respiratorio y el cardiovascular en la misión clave de aportar una cantidad adecuada de oxígeno a todas las células del organismo por medio de la ofer- ta distal de Oro "delivery" de O' como se observó en los capítulos anteriores. Los glóbulos blancos o leucocitos son células especializadas en la defensa del huésped contra orga- nismos extraños o alteraciones de las propias células, así como en la vigilancia inmunitaria, por último, aun- que no menos importante, las plaquetas, junto con los factores de la coagulación y los factores regulato- rios, son responsables del mantenimiento del estado fquido de la sangre en condiciones normales p¿ra permitir su circulación y de formar un tapón para evi- tar su pérdida ante soluciones de continuidad del sis- tema vascular. Las anemias, una patología frecuente en todas las etapas de la vida, los trastornos hemorragíparos y las trombosis representan problemas epidemiológicos serios a los que se enfrenta el médico en su práctica cotidiana. El manejo básico de la fisiología de cada elemento estructural del sistema sanguíneo tiene una repercusión tremenda a la hora de comprender y deli- near una respuesta terapéutica a estos problemas fre- cuentes. Finalmente el plasma es la fase líquida del com- pafimiento intravascular. Está formado básicamen- te por agua (más del90Vo), proteínas y por supues- to todo lo que la sangre transporta: iones, lípidos, hidratos de carbono, hormonas, vitaminas, gases, etc. Debido a que los capilares en general presentan fenestraciones, la composición del plasma y del líqui- do intersticial es similar, excepto por la concentración de proteínas. Esta diferencia permite generar presión oncótica que retiene líquido dentro de los capilares (véase cap.2). Proteínas plasmáticas. Lamayoría de ellas se sin- telzan en el hígado. Su concentración en plasma en un adulto normal es de unos 7 gdL y se distribuyen de la siguiente manera: Albúmina: (4 gü,).Es el principal determinante de la presión coloidosmótica del plasma. Por 1o tanto la disminución en su concenffación (por déficit de fabricación en la insuficiencia hepática, o por su anor- mal excreción en la orina (en el síndrome nefrótico), determina la acumulación de líquido en el comparti- miento intersticial (edema). Además funciona como una especie de transportador colectivo al que se adhieren los aminoácidos libres, la bilimlbina, ácidos grasos y una gran variedad de fármacos. En forma secundaria transporta además a las hormonas tiroide- as y corticosteroides si sus transportadores primarios viajan llenos. Globulinas: las gamma son básicamente inmuno- globulinas (Ig) y por 1o tanto se sintetizan en las célu- las B (linfocitos B) y se veriín en el capítulo 23. Dentro de las alfa y las beta existe una gran varie- dad que podemos agrupar en: Factores de coagulación y de fibrinólisis: todas estas proteínas y sus reguladores son responsables de mantener la integridad y la permeabilidad del sistema vascular (cap.24). Complemento.y reguladores: proteínas infaltables para el apoyo de las células de defensa (fagocitos y linfocitos) (cap.23). Otras proteasas plasmriticas y reguladores: junto con el complemento y los factores fibrinolíticos, las bradicininas y la calicreína participan en los aconteci- mientos inflamatorios (cap. 23). Proteínas transportadoras: jarrto a la albúmina, las apolipoproteínas (lípidos), la haptoglobina, la hemo- pexina y la transferrina (relacionadas con el metabo- lismo del Fe y del hemo), la ceruloplasmina (Cu), la prealbúmina (vit. A), la fanscortina (corticosteroides) y la transcobalamina (vit. B,2) entre otras. Se estudian en los capítulos de fisiología endocrina. índice Sección 3 - Sistema Sanguíneo Capítulo 22 Glóbulos rojos, hematopoyesis y medicina transfusional Glóbulos rojos Mariono Duorte, MorioA. Dvorkin y Alfredo Kominker, Hematopoyesis Bosilio Perüné Me di ci n o tronsfusi o n al Silvono Gombo Capítulo 23 Sistema inmune y glóbulos blancos Sistema inmune Eduardo Chuluyon,Judith Sorono y Morio A. Dvorkin Glóbulos blancos Basilro Pertiné Los neutrófilos: su importoncio en Io solud y en Io enfermedad Judtth Sarano Capítulo 24 Hemostasia Alfredo Kaminker Capítulo 22 G lóbulos rojos, hematopoyesis y medicina transfusional cLóeuLos Roros Moriono Duarte, Mario A. Dvorkin y Alfredo Kominker El glóbulo rojo es un ejemplo de especialización celular Como ya se vió en el capitulo 9, el oxígeno dilui- do en plasma es insuficiente para cubrir las deman- das celulares, por eso es necesario disponer de un transportador de O, la hemoglobina (Hb). Su con- centración en plasma es fundamental para mantener un contenido de O, adecuado (véase fórmula de CaO, cap.9, intro III2, anexo A). La Hb no se encuentra libre en el plasma, sino encerrada dentro del eritrocito. Si uno tuviera que transportar muchas cosas en un auto. sacaría los asientos y los elementds sueltos del baúl para ga- nar espacio. De la misma manera el GR se des- prende de todo lo que puede, aun su propio núcleo, para dejarle espacio a la Hb. Por decirlo de alguna manera el GR es una membrana que encierra he- moglobina. La ctave del transporte de oxígeno por parte de la hemoglobina es el hierro del grupo hemo Hierro La mayor parte del Fe del organismo lo encontra- mos en el hemo de la hemoglobina y la mioglobina. También se encuentra en fagocitos mononucleares y células de Kupfer como gránulos de hemosiderina formádos a su vez por cúmulos de ferritina. Una pe- queña cantidad se encuenta circulante en el plasma unida a la transferrina. Cada gramo de Hb posee 3,4 mg de hierro, por lo que en la sangre hay una reserva de unos 50 mg. Las pérdidas renales, por sudación y digestivas son me- nores que un miligramo, por lo que en general el dé_ ficit de hierro se debe a pérdidas hemáticas extra- corporales más que a problemas nutricionales. Sin embargo, en los niños pequeños y en las embaraza- das la ingestión adicional de hierro es fundamental para cubrir las necesidades de síntesis de hemoglo- bina y evitar el déficit de Fe que puede ocasionar anemia ferropénica. La absorción de Fe se estudia en el capitulo 33 pero podemos adelantar que la capacidad absorti- va máxima por el tubo intestinal es de unos 3 a 4 mg/día. El hierro necesario para sintetizar la Hb nueva (unos 20 mg diarios) suele provenir de los glóbulos rojos que se destruyen en el'sistema monocito-ma- crofágico, para reciclarse mediante la ferritina de los macrófagos. En caso de hemólisis aumentada, el Fe2* de los macrófagos también aumenta en la mis- ma proporción, pero en caso de hemorragias exter- nas, debe movilizarse desde las reservas. Si no se compensa la pérdida, se forman eritrocitos de me_ nor tamaño e hipocrómicos y con menor contenido de Hb dentro de ellos. Pruebas: para medir el estado del rnetabolismo del hierro se reculre a las siguientes pruebas: T 122 Fisiología de Sistemas . Concentración plasmática de Fe2* VN: 75 a 175 pgldL (10 pg/dl menos en mujeres). o Concentración plasmática y saturación de la trans- ferrina (TF) VN: 2ffi mgldl-,20-50Vo de satura- ción (la primera aumenta y la segunda disminuye cuando el Fe es bajo) o Hemosiderina en médula ósea (es una prueba se- micuantitativa de las reservas) o Receptor pal;a la TF (suele incrementarse en el déficit de Fe) o Ferritina sérica Junto con el hierro (Fet*), elemento esencial de la hemoglobina, son fundamentales otros dos elementos nutricionales para la proliferación y la maduración de los eritrocitos: el ácido fólico y la vitamina B,r. Acido fólico y vitamina B,, Participan en una serie de reacciones acopladas dentro de los procesosde síntesis de DNA. El ácido fólico se encuentra en verduras de hoja, frutas fres- cas y secas (nueces), legumbres e hígado, y debe ser digerido por enzimas intestinales (desconjugación), ya que se encuentra en forma de poliglutamatos. Las reseryas normales en los tejidos son de 5- 10 mg, mientras que los requerimientos diarios son de 50-100 Fg, 1o que deja unos tres meses de reser- va en caso de déficit nutricional. Como el alcohol interfiere con el metabolismo de los eritrocitos, es- te plazo puede acortarse'en los alcohólicos en los que los trastornos nutricionales son casi la regla. Otra causa menos frecuente de deficit de folatos es cualquier estado de mrla absorción. En la mujer embarazada se recomienda una administración adi- cional de folato debido a los requerimientos del fe- to. Para confi.rmar el déficit puede determinarse el ácido fólico en sangre (2 a l0 ¡tg/rrü-), aunque la de- terminacion de su contenido eritrocitario es más precisa, (150 a 900 ng/ml), ya que no esta influen- ciada por el aporte alimentario de los últimos días. La vitamina B,, se encuentra en las proteínas ani- males. Para su absorción (en el fleon terminal) se re- quiere factor intrínseco (véase cap. 33). Una vez ab- sorbida, la vitamina 8,, se transporta en sangre con la transcobalamina II. Las reservas corporales se en- cuentran sobre todo en el hígado, y suman unos 2 a 3 mg. Como los requerimientos diarios son de apenas 3 ¡rg, el déficit nutricional (vegetarianos estrictos) o la falta de absorción de B,, tardan varios años en pro- ducir manifestaciones. Una de las causas comunes de déficit de vitamina 8,. se relaciona con alteraciones del factor intrÍnseco óómo atrofia gástrica, anticuer- pos anticélulas parietales o anti factor intrínseco (anemia perniciosa). La medición de la vitamina B,, confirma el diagnóstico (150 a 950 pg/ml). La falta de folatos o de vitamina B,, produce alteración de la síntesis de DNA Esta alteración es responsable de una madura- ción nuclear alterada en los precursores eritroides, leucocitos y megacariocitos. Como los eritrocitos tardan en dividirse se produce una asincronía de la maduración nucelocitoplasmática que genera célu- las megaloblásticas, de las cuales algunas pocas pa- san a la circulación (anemia megaloblástica) y las restantes sufren hemólisis intramedular (eritropoye- sis ineficaz). La falta de vitamina B,r, además del trastorno hemático produce alteraciones tardías en el SNC debido a la participación de esa vitamina como coenzima esencial en el mantenimiento de los lípidos de membrana y en la formación de mielina. HEMOGLOBINA Es el elemento fundamental del eritrocito. La he- moglobina es una proteína conjugada oligomérica sintetizada en los eritrocitos. Está formada por 2 pa- res de cadenas peptídicas unidas entre sí por uniones covalentes, dos alfa y dos no-alfa (0, T o 6) (ftg. 22- 1) En los adultos la estructura principal es la hemo- globina A con dos pares u y dos B. Una pequeña porción de la hemoglobina adulta posee cadenas del- ta en lugar de beta (Hb A2). La Hb fetal presenta 2cr- 2y. Cada cadena posee un bolsillo para el grupo prostético: el hemo (una protoporfirina ferrosa) que es el sitio de unión para el o¡ígeno (véase fig.22-I). La estructura cuaternaria de la molécula de Hb es responsable del comportamiento para el transporte y la entrega de oxígeno a los tejidosz la unión cooperativa A pesar de su nombre de institución bancaria o sindicato la unión cooperativa es la propiedad que determina que en lugares de alta presión parcial de oxígeno (como en los alvéolos) la afinidad de la he- moglobina por el O, sea mayor que en sitios donde la presión parcial es baja (como en los capilares ti- sulares). Esto permite que se sature con facilidad en el pulmón y que entregue sin dificultades su O, en los tejidos que lo necesitan, debido a que los grupos hemo se unen al O. oxidan al Fe2* y producen un cambio conformacional que facllitará la unión a los tres grupos hemo restantes (o bien a la inversa, co- mo en el caso de los tejidos). El mecanismo bioquímico que justifica este com- portamiento involucra 2 estados posibles de la mo- lécula de Hb. La hemoglobina desoxioxigenada pre- senta una unión electrostática firme entre las cade- nas de la globina, 1o que determina un estado tenso (T). La unión de una molécula de oxígeno a urro de los hemos rompe esas uniones electrostáticas; esto genera una conformación relajada (R), expone los sitios restantes y aumenta la afinidad por el oxígeno unas 500 veces. Este comportamiento es el que de- termina la conformación sigmoidea especial de la curva de disociación de la hemoglobina, a diferen- cia de la de la mioglobina, que siempre presenta gran afinidad por el oxígeno (véase fig.22-2). Fig. 22-2. A. Curva de disocia- ción de la oxihemoglobina. B. Es- tados tenso (T) y relajado ( R) de la estructura cuaternaria de la Hb. Glóbulos rojos, hematopoyesis y medicina transfusional 323 Fig.22-1. Estructura de la hemoglobina (Hb). o2a\ r€n oz 02=k'#'q5 \J (mm Hg) Po, c pc 324 Fisiología de Sistemas Sat. Hb (%) lpH t fCOz t I 2,3 DPG lpH 1 Pco, t Teniperatura T 2,3 DPG 27 mm Hg po, (mm Hg) Fig.22-3. Factores que determinan los desplazamientos ha_ cia derecha (p50 > 27 mm Hg) e izquierda (p50 < 27 mm Hg) de la cu¡va de disociación de la oxtHb. Regulación de la afinidad La hemoglobina es uno de los responsables prin_ cipales de la oferta distal o entrega de O' ya que el contenido arterial cie éste depende sobre todo de su concentración y del porcentaje de saturación de aquella. La hemogiobina puede adaptarse a diferen- tes situaciones, lo que aumenta aun más su versati_ lidad. Esta adaptación se evidencia como desplaza- mientos de la curva de disociación de la Hb, tanto a ia cierecha como a la izquierda (ñgZZ-3). Pro Una manera rápida de notar si la curva de satura- ción está desplazada es mediante el estudio de la Pr,,, que es el valor de Po, en el que la saturación de la Hb es del507o. El valor normal de la p.o es de atr- rededor de 27 mm Hg, por lo que un aumento indi- ca desplazamiento hacia la derecha, mientras que una P50 menor que 27 mrn Hg expresa un desplaza_ miento hacia la izquierda (véase fig.22-3). Desplazamiento hacia la derecha Esta situación se presenta ante un descenso Cel pH (efecto Bohr) y un aumento de la paco.. Ambos Fig.22-4. Desplazamientos de la curva de disociación de la oxihemoglobina y su influencia en el transporle de ga- ses A. Efecto Bohr. En los tejidos la adición de CO, a la Hb reduce su afinidad, lo que incrementa la p50 y por lo tanto la descarga de Or. B. Efecto Haldane: la carga de O, en los pulmones reduce la afinidad para el CO, lo que desplaza la curva de éste hacia la derecha. Estos efectos optimizan el transporte de O, y COr. (Modificado de Hsia Q. Respiratory function of hemoglobin. NEJM 1 998; 338[4]L 239-241 .) tienden a estabilizar la forma desoxigenada o T de la Hb y disminuir su afinidad por el O". Entonces la molécula se torna más difícil de cargar, pero cede con mayor facilidad el O, (ahora requiere mayor POrpara lograr igual saturacion). Esto es ventajoso para los tejidos que trabajan con regímenes bajos de Or. Por otro lado, la oxigenación de la Hb en el ni- vel pulmonar reduce la afinidad del CO. (efecto E (ú B Glóbulos rojos, hematopoyesis y medicina transfusional 325 Haldane),lo que permite mayor descarga de CO, en los capilares pulmonares y mayor carga en los capi- lares tisulares. El efecto Bohr y el Haldane permi- ten un transporte adecuado de O, y CO, entre los pulmones y los tejidos (ftg.22-q. 2,3 DPG. Otro factor capaz de desplazar la curva hacia la derecha es un subproducto de la glucólisis del glóbulo rojo: el 2,3 di-fosfo-glicerato (2,3DPG). El 2,3DPG estabiliza la forma reducida (T) de la he- moglobina, lo que determina menor afinidad y por lo tanto mayor cesión del O, en el nivel tisular. El2,3 DPG se produce como consecuencia de una desviación o shunt del proceso glucolítico, y el glóbulo rojo es la célula que lo concentra enmayor medida (5 mM, casi equimolar con la Hb). Este fosfato funciona como un elemento de regu- lación parala adaptación a situaciones de hipoxia, anemia y alteraciones ácido-base sostenidas (alca- losis). El2,3 DPG disminuye en los eritrocitos enveje- cidos, en la acidosis, la hipofosfatemia y en casos de altas concentraciones de oxígeno. Temperatura: el aumento de la temperatura des- plazala curva hacia la derecha; así se facilita la des- carga de O, en los tejidos, lo que es en extremo útil si se sabe el efecto de la temperatura sobre el con- sumo de O, de los tejidos. La temperatura es un fac- tor a considerar cuando se efechian mediciones de gases en sangre. Como desplaza la curva de afini- dad, cuando en el laboratorio se miden las muestras a temperatura corporal estándar (37"C),los valores de Po, estimados pueden no reflejar los reales con exactitud. Desplazomiento hacia la izquierda La disminución de la temperatura, el ascenso del pH y la reducción de la síntesi s del 2,3 DPG despla- zanla curva hacia la izquierda, lo que hace decrecer el valor de Pro (véase flg. 22-3). En estas condicio- nes la Hb cede con dificultad el oxígeno y es más fácil de cargar. Importante: si bien los cambios de afinidad afectan toda la curva, su efecto es más noto- rio sobre la parte media, donde pequeñas alteracio- nes de Po, determinan grandes cambios de satura- ción, lo que permite que las células consigan más oxígeno al mismo precio. Metahemoglobinemia Es la hemoglobina oxidada al estado férrico, in- capaz de reaccionar con el oxígeno. Se produce cuando la Hb entra en contacto con nitritos vasodi- latadores (p. ej., nitroprusiato de Na*), por alteracio- nes genéticas de la molécula de hemoglobina (he- moglobina M) que facilitan el estado oxidado y por el déficit congénito de enzimas que reducen la me- tahemoglobina (metahemoglobina reductasa depen- diente del NADH). Como el color de la metahemo- globina es más oscuro. el aumento entre un 10 y un 25Vo prodtce una coloración aztlada de piel y mu- cosas (cianosis). Si la concentracién se incrementa aun más, comienzan a manifestarse síntomas que pueden llevar hasta la muerte del individuo en'los casos grave s (70o/o). Otro de los efectos de, la meta- hemoglobinemia es afectar la afinidad al desplazar la curva hacia la izquierda, por lo que la hemoglo- binaieducida libera Ílenos oxígeno,.Lo que empeo- ra el cuadro. Carboxihemoglobina (el asesino silencioso) . EL monóxido de carbono (CO) es un gas que se produce en las combustiones incompletas. Es ino- doro por completo, por lo que es imposible de reco- nocer. La intoxicación aguda con CO es un flagelo que afecta a la gente que queda atrapada en los au- tomóviles en medio de la nieve y permanece con el motor prendido y las ventanillas cerradas, así corno en países menos avanzados como el nuestro, por el uso de braseros como medio de calefacción eñ espa- cios precarios y cerrados. La intoxicación crónica se observa en los fumadores (el ciganillo es produc- tor de CO), en los que se aprecia eritrocitosis por la alteración funcional de la hemoglobina, producto de la "carboxihemóglobina. El CO presenta una afinidad por la Hb 200 veces mayor que el O, por 1o que en una parte de la Hb los hemos están ocupados por éste sin poder unirse al O' Por otro lado en algunas moléculas de Hb el CO ocupa un solo sitio, y deja tres libres para el Or. Lamentablemente, en este caso, la presencia de CO determina un desplazamiento de la curva hacia la izquierda, con lo que la Hb que queda no cede el O, con facilidad y genera hipoxia tisular. En la intoxicación por CO, niveles de carboxihe- moglobina del 5 al l}Vo prodtcen dolor intenso de 726 Fisiología de Sistemas cabeza y trastornos neurológicos. Niveles mayores del 40Vo provocan coma y muerte. A diferencia de la metahemoglobina (color azu- lado), la carboxihemogiobina es más roja que la oxihemoglobina, lo que confunde a los médicos que observan pacientes con déficit tisulares de O, pero con una coloración rosada que aparenta normalidad. La alta afinidad del CO por la Hb hace que aun removida la causa, la carboxihemoglobina tarde en disociarse unas cuantas horas, lo que deja gran par- te de la Hb inútil para el transporte de O,. El tiem- po puede acortarse si se ventila al pacierite con O, al I007a ,lo que al aumentar la Pao, facil ifaríala car- ga de Or. Oxido nítrico: los sitios ferrosos del hemo son muy afines para el óxido nítrico (NO), de manera si- milar a la del CO. Sin embargo, se describieron otros sitios de fijación del NO en la molécula de Hb. Estos aumentan su afinidad por el NO cuando el O, se une al hemo. En los tejidos, la.ilescarga de O, desde la Hb reduce la afinidad de estos sitios de unión del NO descargando a los tejidos. Este mecanismo de transporte de NO por la hemoglobi- na permite mayor liberación de NO en los tejidos dur2nte situaciones de hipoxia, l.o que produce di- latación de los vasos y mejor extracción del O, dis- ponible (véase cap. 3). Los GR viven unos | 20 días El envejecimiento de los globulos rojos provoca cambios en la membrana que alteran su capacidad para acomodarse y, al pasar por el sistema mono- cito-macrófago, se eliminan de la circulación, se destruyen y su material se recicla. El hierro se se- paray, como se indicó es transportado por la trans- ferrina. Big. 22-5. Estructura del glóbulo rojo. l:l:li::a::llri :',,t:ut::r: t::::tuti: Hematocrito: es la relación entre el volumen de glóbulos rojos con respecto a la sangre. Su valor normal en adultos varones es del 40,7 al 50,37o, y en mujeres del 36,1 al 44,3Vo (véase figura¡. Como es una relación, su variación pue- de deberse a modificaciones ya sea en la canti- dad de GR, de plasma o de ambos. Por ejemplo, la pérdida de GR y plasma (sangre entera) en la misma proprocion no debería alterarlo. Si- se pierde más plasma que GR (deshidratación) el Hto se eleva, y sucede 1o contrario si de pierden más GR que plasma. El Hto se determina con fa- cilidad y provee una medida rápida del volumen globular. Por ejemplo, en una hemorragia aguda, al perderse en la misma proporción glóbulos y plasma. el Hto al in ic io no varía. Algunas horas después, la salida de líquido del espacio intres- ticial y del intracleular al intravascular repone plasma pero no glóbulos. por lo que el hemato- cr i to desciende. Hemoglobina: varones: 13.8 a 17,2 gldL mujeres: I2,l a 15,1 g/dl- Hemoglobina 33,7 pglcélula Concentración lar media: 32.7 a corpuscular media: 26,7 a de hemoglobina corpuscu- 35,5 g/dl- Glóbulos rojos, hematopoyesis y medicina transfusional 327 Volumen corpuscular medio: mide el volu- men promedio de los eritrocitos. Valor normal: 80,0- 97.6 fL Plasma Glóbulos blancos + plaquetas 42% de glóbulos rojos f d9 Destrucción intravascular Un l}Vo de los eritrocitos se destruye en el sis- tema vascular, lo que produce liberación de Hb ai plasma. Allí se desdobla en dímeros y el hemo se separa. Hay dos proteínas plasmáticas -la hapto- globina y la hemopexina- destinadas a fijar los dí- meros de la Hb, y el hemo tiene el fin de evitar su filtración por la orina. La presencia de Hb libre, la disminución de la haptoglobina y de la hemopexi- na en plasma son indicadores de hemólisis intra- vascular. índices hematimétricos Fig. Hematocrito e índices hematimétricos. M EM BRANA ERITROC ITARIA Las proteínas de la membrana del eritrocito son responsables de la forma en disco bicóncavo (fig. 22-5). Esta forma responde a una necesidad física de proveer la mayor superficie de difusión para el oxígeno en el menor volumen posible. Además, la distensibilidad de la membrana per- mite que el eritrocito circule por los capilares que poseen un diámetro menor que él; se deforma para adaptarse al pasaje estrecho sin sufrir daño alguno (para recuperar su forma al final del túnel) y resis- VCM 328 Fisiología de Sistemas tirlla rleformación mecánica que provoca el desqui- l ibr io osmótico. La estructura responsable de esa hazaia es una red de filamentos protéicos entrelazados entresí y anclados a proteínas de membrana a través de mo- léculas intermediarias. Los filamentos que componen un verdadero en- rejado deformable que apoya sobre la cara interna de los fosfolípidos de membrana están formados por dos cadenas (cr y F, con estructura de g-héli- ce) de una proteina llamada espectrina. (Imaginen un colchón de resortes: los resortes representarían las fibras de espectrina y se unen a la tela que ro- dea al colchón -membrana- pot costuras de an- claje. ) La espectrina se une entre sí por medio de mole- culas de actina (interacción horizontal) y a proteínas estructurales de membrana a través de la anquirina y la proteína de la banda 4:I (inferacción vertical) (véase f tg.22-5). Como se aprecia en la figura, la anquirina per- mite el anclaje de la espectrina a una proteína de membrana llamada banda 3 (es un intercambiador Cl-lHCO3-) y, mediante la proteína banda 4:1, a las glucoforinas (en especial la C). Hay otras pro- teínas, como la p55 y la aducina, que conforman otras piezas sueltas del rompecabezas que aún nos cuesta armar. La propiedad de adaptación del eritrocito se alte- r¿ a medida que envéjece y esta rigidez.provoca atrapamiento en el nivel del bazo donde se produce la destrucción fisiológica (hemocatéresis). La alteraciín en la interacción de las proteínas estructurales entre sí produce cambios en la morfo- logía del eritrocito. Los trastornos en la interacción vertical (véase frg.22-5) producen un eritrocito de forma esférica y los de interacción horizontal pro- ducen eritrocitos elipsoides. En la esferocitosis hereditaria la falta de unión de la anquirina a la espectrina determina la pérdida de la estructura fibrilar, por lo que el eritrocito queda con la forma de un globo o una esfera. Esto favore- ce la hemocatéresis y la destrucción intravascular que llevan a la anemia (véase rnás adelante). Debi- do a la desestructuración del sistema de enrejado los esferocitos además son más sensibles a los cambios de osmolalidad del medio y se destruyen con mayor facilidad (a pesar de ello, en esta enfermedad no se observa un aumento significativo de la hemólisis in- travascular). ANEMIAS Se define como anemia la disminución de la con- centración de Hb de menos de 12 gll- en mujeres en edad fértil, menos de 13 g/I- en adultos varones y de menos de II gn- en embarazadas. Las anemias pueden ser producto de una alteración en la producción de gló- bulos rojos, un aumento en su destrucción o ambos , Alteración en la producción 1. Hipoproliferación: lafalta de hierro (hemorra- gias, trastornos nutricionales), Ia falta de eri- tropoyetina (insuficiencia renal crónica) o las alteraciones de las células precursoras por ra- diaciones, tumores o fármacos alteran la pro- ducción de hemoglobina, 1o que provoc a ane- mia. La causa más común es el déficit de Fe2* o una disminución de su disponibilidad, como en los casos de procesos infecciosos o inflama- torios crónicos en los que los macrófagos no entregan el Fe2* de la hemólisis a los precurso- res er i t roides. 2. Entopayesis no efectiva: se presenta en los es- tados con alteraciones en la maduración de los glóbulos rojos, producto de una maduración nu- , clear alferada por falta de vitamina 8," o ácido fólico. o por ausencia marcada de hierro y hemo- globinopatías. Aumento de.la destrucción opérdida Las hemorragias y el aumento de la destrucción (hemólisis) que supera la capacidad de produc- ción determina anemia. Dentro de estas últimas. las causas más frecuentes son los anticuerpos que favorecen la fagocitosis; las alteraciones en la membrana eritrocitaria (que la hacen menos resis- tente a la deformación cuando transita por el ba- zo) y la hemólisis intravascular que se produce por activación del complemento o por ruptura me- cánica en los vasos, estrés oxidativo o productos bacterianos. Gfóbulos rojos, hematopoyesis y medicina transfusiona! ?29 Aproximación sistemática al estudio de fas anemias (fi9.22-6) Una vez definida la anemia por los valores de Hb, dos análisis sencillos permiten aproximar el diagnóstico de la causa: 1. Volumen corpuscular medio: es un índice hema- timétrico que mide el volumen de los eritrocitos. El valor normal (85 a 95 fL) categorizala anemia como normocítica. Una cifra mayor que 95 fL in- dica macrocitosis y una menor que 85 fL, micro- ci tosis. 2. Hemoglobina corpuscular media: es otro índice hematimétrico que mide la concentración de Hb en el glóbulo rojo. Valores por debajo de 25 pg indican anemia hipocrómica, mientras que valo- res normales indican anemia normocrómica. La medición de reticulocitos permite distinguir las anemias regenerativas (> 120.000 retlmm3) de las hiporregenativas (< 120.000 relmm3). Analicemos algunos casos para practicar la siste- mática: Caso L: Tenemos a Bartolomé A. Goto, un señor de 50 años con un síndrome anémico (cansancio generali- zado, palidez de piel y mucosas, y palpitaciones). La concentración de Hb es de 9,e/L, con un volumen corpuscular medio (VCM) de 78 {L y una hemoglo- bina corpuscular media (FICM) de 20 pg. ¿Qué tipo de anemia presenta? Ante un cuadro de anemia microcítica e hipocró- mica debemos sospechar anemia por deficit de hie- rto, para confirmarla solicitaremos los parámetros de metabolismo del hierro: concentración de hierro en plasma, concentración y saturación de la transfe- rrina y la ferritina sérica. La patente completa de una anernia ferropénica revela depósitos y saturación bajos, al igual que su concentración en piasma, así como cifras de su proteína de transporte elevada, debido a la caren- cia del metal. Es común que los reticulocitos no estén elevados (hiporregenerativa), porque la mé- dula carece de uno de los sustratos vitales para la síntesis de la progenie roja. A los 7 a 10 días del tratamiento sustitutivo, puede detectarse el pico re- ticulocitario. I la:r.r'r-= i:. ..1_¡F: j @i, Fig.22-6. Algoritmo para el diagnóstico de las anemias TIBC= Total Iron Binding Capacity, capacidad total de fijación de hierro, (equivalente a concentración de transferrina). (véase texto). É' , ) <25 pg (Talasemia) 33O Fisiología de Sistemas El aumento del número de glóbulos rojos (en especial con incrementos del Hto por éncima del 50Vo) produce un cambio importante en la viscocidad sanguínea. Si recuerdan la ley de Poiseulle (véanse cap. 16 y anexo A) verán que la viscocidad aumenta la resistencia en los va- sos. En los casos serios la función cardiovascu- lar se restringe y por 1o tanto el DO, cae. Los síntomas son similares a los de la ánemia, y pueden agregarse episodios de trombosis (en especial cuando se asocia con trombocitosis) arterial y venosa. Los cambios de temperatura influyen sobre la viscocidad aparente de la sangre. La hipotermia aumenta la viscocidad sanguínea para un hema- tocrito normal. Por ello durante la cirugía car- díaca con circulación extracorpórea en la que el paciente se somete a hipotermiapata disminuir el consumo de O, de los tejidos (el flujo de la bomba de circulación extracorpórea es menor que el del corazón), es necesario descender el hematocrito mediante dilución de la sangre con solución de Ringer o fisiológica (véase cap. 25 ). En estos casos se lleva el hematocrito a valores dean20Vo, con lo cual, si bien desciende su ca- pacidad de transporte de O, al disminuir la vis- cocidad, mejora en gran medida la circulación, en especial en la microcirculación. Caso 2: Tomemos otro caso, como el de María de 34 años, en el 3". trimestre de embarazo, que presenta una cifia de Hb de 8 g/L, un VCM de 108 fL y HCM de 30 pg. ¿Qué tipo de anemia le parece que presenta María y cuál podría ser la causa? La anemia por déficit de folatos es común en el 3"'trimestre del embarazo por el aumento de los re- querimientos (debido al inquilino). Esto justifica la administración profiláctica de ácido fólico en las embarazadas (véase antes). La destrucción intravascular aumentada de g1ó- bulos rojos produce un tipo de anemia denominada hemolítica. La patente que la caracteiza, además de la disminuciónde los glóbulos rojos, es el aumento de la bilirrubina indirecta, de la LDH (lacticodeshi- drogenasa) y la disminución de las proteínas trans- portadoras de la hemoglobina (haptoglobina) y del Fe2* (hemopexina). Importante: la anemia hemolítica presenta Hto: J BI: T LDH: T Efectos de la anemia en la homeostasis Como recordarán la ya célebre oferta distal de O. depende de factores hemodinámicos (el VM), respiratorios (el CaOr) y sanguíneos (la concentra- ción de Hb). En la anernia, 7a caída de la [Hb] de- termina un descenso del DOr. Si éste es importan- te ([Hb] < 10 g/dl) y se establece en forma aguda, el paciente presenta síntomas de hipoxia (anémi- ca): fatiga, dificultad respiratoria, taquicardia, pal- pitaciones, doior de cabeza, irritabilidad y mareos, como resultado del descenso de oferta de Or. Se produce un esfuerzo compensatorio del sistema cardiovascular y respiratorio con aumento del volu- men minuto cardíaco y respiratorio. En pacientes con trastornos coronarios isquémicos, la anemia aguda puede desencadenar un episodio coronario agudo, como angina o hasta infarto de miocardio. Si la pérdida es lenta, los mecanismos de adap- tación del eritrocito (en especial mediante el2,3 DPG) permiten una compensación de la escasez de Hb para lograr que el paciente tolere valores bajos de ésta sin la presencia de síntomas impor- tantes. HEMATOPOYESIS Bosilio Pertiné Las células circulantes de la sangre se forman en la médula ósea por medio de un proceso llamado hematopoyesis. Este proceso fisiológico es respon- sable de la producción de 1010 eritrocitos y 108-10e leucocitos por hora en estado de equilibrio; no obs- tante, esta cantidad puede amplificarse en gran me- dida si aumenta la demanda en situaciones específi- cas de estrés. Glóbulos rojos, hematopoyesis y medicina transfusional 33 t Esta inmensa cantidad de células circulantes des- ciende de precursores que nacen de un pool más pe- queño de progenitores, que a su vez nacen de un pool aun más pequeño de células madre pluripoten- tes. Éstas estiin sobre todo en reposo o en estado de no división y tienen capacidad de autor¡enova$e y, por lo tanto, de mantener su número. Las células madre pluripotentes (stem cells, célu- las tronco) tienen la capacidad de diferenciarse ha- cia los 10 tipos de células sanguíneas: o Eritrocitos ¡ Plaquetas o Neutrófilos o Eosinófilos . Basófilos o Linfocitos B ¡ Linfocitos T o Monocitos o Células NK ¡ Células dendríticas Anatomía y microambiente de la médula ósea La médula ósea es un microambiente en el que las células madre pluripotentes pueden desarrollarse Los elementos celulares del microambiente estián compuestos por la estroma, formada por las células endoteliales vasculares y reticulares que derivan del fibroblasto. Estas últimas forman la pared adventi- cia de los sinusoides vasculares, y poseen extensio- nes citoplasmáticas que crean un armazón en el que se encuenffan las célulashematopoyéticas. Este ar- maz6n puede demostrarse mediante tinción de reti- culina de secciones de la médula ósea. Las células madre y progenitoras se apoyan so- bre este armazón de fibroblastos, células endotelia- les y macrófagos. Esta red fibroblastoide tiene dos firnciones principales: o Proveer una red adhesiva donde se asienten las células en desarrollo. o Formar unamafriz extracelular que produzca fac- tores de crecimiento esenciales. Junto con los lin- focitos T, estas células producen gran variedad de factores de crecimiento hematopoyético o citoci- nas necesarias para la diferenciación, la prolife- ración y la supervivencia de las células madre he- matopoyéticas. La circulación en la médula ósea comprende ar- terias radiales y centrales que se ramifican en capi- lares corticales, siguen a la circulación sinusoidal y drenan a la vena cenfral. La superficie luminal de los sinusoides está tapi- zadapor célulai endoteliales con exten3iones cito- plasmáticas que se interdigitan, por lo que las célu- las sanguíneas maduras deben abandonar la médu- la ósea a través de aperturas en estas células endo- teliales. Células madre hematopoyéticas El concepto que sostiene que la hematopoyesis se origina de células madre pluripotentes deriva de la observación de que los ratones pueden proteger- se de los efectos letales de la irradiación corporal total si se preserva el bazo de ésta. Se demostré que este efecto protector es mediado por células, ya que la reinyección de células esplénicas producía una recuperación total de la hematopoyesis en los ani- males irradiados. En consistencia con la hipótesis de la naturaleza clonal de la hematopoyesis y el concepto de que una célula madre pluripotente puede restablecer todo el sistema hematopoyético; se demostró que las célu- las hematopoyéticas murinas podían encontrarse en el bazo de ratones iradiados luego de 10 días de trasplantarse las células madre. Estas unidades for- madoras de colonias del bazo UFC-B generaban co- lonias que contenían precursores de eritrocitos, gra- nulocitos, macrófagos y megacariocitos. ldentificoción de células prcgenitoras Las células madre hematopoyéticas pueden identificarse mediante pruebas diferentes Los factores que regulan la producción no se co- nocen por completo pero incluyen una variedad de reguladores humorales y derivados de la estroma. Los precursores maduros y estaüos más dife- renciados de la hematopoyesis pueden reconocer- se con el microscopio óptico, mientras que las cé- lulas progenitoras y células madre no son distin- guibles mediante técnicas ópticas, por lo que de- I 332 Fisiología de Sistemas ben utilizarse pruebas funcionales o técnicas de identificación de antígenos de superficie para de- tectar su presencia. Las células progenitoras forman colonias de cé- lulas maduras de diferentes líneas si se las inmovi- lizá en un medio semisólido. como la metilcelulosa o el agar, y se las estimula con factores de creci- miento. Se las suele conocer como células formadoras de colonias (CFC) o unidades formadoras de colonias (uFc). Antígenos de superficie celular Las características de la superficie celular se uti- lizaron para purificar o definir poblaciones de célu- las entre las que se incluyen células madre y proge- nitoras. Los antígenos usados con más frecuencia son el CD34, expresado en las células madre hema- topoyéticas y el CD38, expresado en precursores más maduros pero no en células madre. Las células hematopoyéticas más primitivas son CD34+ y CD38- . Sin embargo, las células CD34+ constituyen entre el 2 y el SVa de las células nucleadas de la médula'ósea, mientras que las células madre son mueho más raras (1/20.000 células de la medula ósea). Por lo tanto, la presencia de células CD34+ es só- lo un indicador indirecto de la presencia de células madre. Reguloción de fos céfufos madre Los elementos formes de la sangre se reemplazan de manera permanente para mantener un número constante de glóbulos rojos, blancos y plaquetas. El número de células de cada serie se mantiene dentro de un rango estrecho en un adulto fisiológi- camente sano. Los mecanismos reguladores no se con'ocen por completo, pero las evidencias permiten enunciar algunos principios fundamentales: r Una sola célula madre pluripotente es capaz de originar varios progenitores comprometidos con üna línea celular, que a su vez dxán origen a cé- lulas maduras por proliferación clonal. r La célula madre es capaz de autorrenovarse, pe- ro esta capacidad no es ilimitada. o Las células progenitoras son capaces de respon- der a estímulos humorales o a reguladores de la estroma medular, algunos de los cuales se produ- cen en respuesta a un nivel determinado de célu- las circulantes en sangre periférica. o En este tipo de respuesta las células progenitoras proliferan y se diferencian para formar una célu- la sanguínea reconocible. o La diferenciación hematopoyética requiere un microambiente adecuado, que en los seres huma- nos está confinado a la médula ósea. Los proge- nitores pueden existir ffiera de la médula, pero en estado fisiológicono se diferencian en sitios ex- tramedulares. Un número significativo de células madre y progenitores puede encontrarse en el cordón umbilical, que puede usarse como fuente de células madre para trasplante. Usos teropéuticos de los células madre Los usos terapéuticos más frecuentes de las célu- las madre son: o Trasplante de células madre de un donante (alo- trasplante) en pacientes con falla medular o en- fermedad genética. o Trasplante de células madre própias (autotras- plante), que permite la reconstitución de la hema- topoyesis en pacientes que reciben quimioterapia o radioterapia. o Inserción de copias genéticas normales en célu- las madre defectuosas desde el punto de vista ge- nético. EfilTROPOYESIS La producción de eritrocitos es un proceso estrictamente regulado En estado de equiübrio se producen alredeclor de 1010 glóbulos rojos por hora en la médula ósea para mantener un nivel adecuado de hemoglobina, pero esta producción puede aumentar con rapidez si se produce pérdida de sangre o hemólisis. La eritropoyesis comienza cuando un pequeño pool de células madre pluripotentes se diferencia a precursores comprometidos hacia la línea eritroide, La diferenciación eritroide procede de la estimulación de los progenitores en el siguiente orden madurativo #"'+---*G-*#/ sc UFC-GEMM BFU.E SC: células madre UFC-GEMM: colonias mult iootenciales BFU-E: burst forming unit eri thoid (Unidad formadora eritroide rápida) UFC-E: unidad formadora de colonias erikoides @ * @ t @ * @ * @ Proeritoblasto Eritroblasto basófilo Eritroblasto policromatóf ilo Reticulocito Eritrocito maduro que se transforman en precursores eritroides más re- conocibles, que culminan con la generación de eri- trocitos maduros. Este proceso es modulado por dos tipos de molé- culas: 1. Moléculas de adhesión celular que determinan las interacciones entre las células de la estroma y las hematopoyéticas. y son un requisito para que las células sean capaces de localizarse en nichos específicos de la médula ósea. 2. Factores de crecimiento: en mayor medida eritro- poyetina, IL-3, GM-CSF (factor estimulante de colonias de granulocitos y macrófagos) y Steel factor de (c-kit ligandq). Las células primitivas eritropoyéticas tienen re- ceptores para estos tipos de moléculas, lo que per- mite la ampliación del proceso de diferenciación. P roge nitores eritroides Fn seres humanos el progenitor eritroide más prirnitivo es la BFU-E: burst forming unit-erithroid (Unidad fornradora eritroide rápida) En respuesta a una combinación de eritropoyetina factor de Steei (SF),IL-3 y GM-CSF, las primeras di- Glóbulos rojos, hematopoyesis y medicina transfusional 3 3 3 Fig. 22-7 . Eritropoyesis. visiones celulares forman subpoblaciones de unidades formadoras de colonias (UFC-E). Cada una de estas unidades forman una gtan colonia de proeritroblastos, que se transforman en erifroblastos más maduros. Es- te proceso lleva unas 2 semanas in vitro (frg. ZZ-7) En la médula ósea también se encuentran las UFC-E más maduras, que bajo la influencia de la eritropoyetina forman colonias pequeñas de eritro- blastos en 7 días. Los precursores eritroides representan Il3 de la población medular del adulto. Los proeritroblastos son las células más tempranas que pueden recono- cerse con microscopio óptico. Estas células se divi- den y maduran mediante de una serie de etapas que comprenden eritroblastos basófilos, policromatófi- los y ortocromatófilos para terminar por dar el reti- culocito. Este proceso implica reducción en el ta- maño celular, condensación y expulsión del núcleo, así como acumulación de hemoglobina. En promedio, cada proeritroblasto forma alrede- dor de 8 reticulocitos, y el tiempo requerido para es- te proceso es de unos 5 días. Anemia aguda En la anemia agtda,la duración del proceso de maduración puede acortarse hasta 1 día mediante el salteo de divisiones. Como consecuencia, las células resultantes son macrocíticas, ya que no tuvieron tiem- I 334 Fisiología de Sistemas po suficiente para adquirir características adultas. El resultado de la eritropoyesis bajo condiciones de es- trés es que pueden verse diferentes tipos de inclusio- nes celulares que se reconocen en el microscopio: o Cuerpos de Pappenheimer (grránulos Fe2*). o Funteado basófilo (ribosomas). o Cuerpos de Heinz (inclusiones de hemoglobina). ¡ Cuerpos de Howell-Jolly (remanentes nucleares). La regulación de la proliferación y la maduración de los progenitores eritroides depende de una inte- racción entre una serie de factores de crecimiento. En los últimos años, el uso clínico de estos factores anojó luz sobre su papel en la eritropoyesis. Eritropoyetina (EPO) La eritropoyetina es esencial para la madu- ración de las células eritroides Su mayor efecto parece manifestarse en el nivel de las UFC-E durante la eritropoyesis del adulto. Las UFC-E no sobreviven in vitro en ausencia de eritropoyetina. La hormona también actúa sobre una población de BFU-E, que requiere eritropoyetina para su ma- duración terminal. Una segunda población de BFU- E, que se presume que es menos madura, puede so- brevivir sin eritropoyetina si hay otros factores pre- sentes, como IL-3 y GM-CSF. Como la eritropoyetina es crucial para la diferen- ciación eritroide, los ratones con mutaciones homo- cigotas para los genes de eritropoyetina y receptores de eritropoyetina (EPO-R) forman BFU-E y UFC-E normalmente, pero éstos no pueden diferenciarse a eritrocitos maduros. Estas mutaciones EPO-/- y EPOR-/- son letales en el período embrionario debido a una falla de la eritropoyesis fetal. Sin embargo, la eritropoyesis en el nivel del saco amniótico se mantiene conservada en parte, lo que indica la presencia de una población de precursores eritroides independientes de la eritropoyetina. Factor de Steel (c-kit ligando) Por más de que el factor de Steel no tiene capa- cidad formadora de colonias, ejerce gran efecto si- nérgico sobre las BFU-E en presencia de eritropo- yetina. El factor de Steel es crucial para el desarro- llo normal de las UFC-E, ya que las cepas de rato- nes que carecen de steel factor o su receptor c-kit producen anemia severa. lL-3 y GM-CSF Los receptores para IL-3 y GM-CSF tienen una cadena B en común. Ambas citocinas favorecen la eritropoyesis in vitro en presencia de eritropoyeti- na. Las cadenas B interactúan de manera funcional y en forma física coq ef EPO-R, lo que pone de manifiesto la acción sinérgica de la IL-3 y el GM- CSF sobre la eritropoyesis dependiente de eritro- poyetina. lnsulina y factor similar a insulina I ( rLGF-r ) Estos factores, distintos de los clásicos factores estimulantes de colonias, pueden regular en forma positiva, la eritropoyesis de manera directa o indi- recta.La insulina o el ILGF-I actúan directamente sobre las UFC-E en presencia de eritropoyetina. Activina y factor de crecimiento del hepatocito Son proteínas que también actúan sobre la eritro- poyesis, de manera indirecta sobre las UFC-E y BFU-E, pero su mecanismo fisiológico no se diluci- da con claridad. Eitrés y eritropoyesis La eritropoyesis está regulada en mayor medida por dos factores: l. Nivel de oxihemoglobina 2. Nivel de oxígeno que reciben los tejidos La eritropoyetina media la respuesta a la deman- da de oxígeno. Esta función se lleva a cabo median- te la interacción con receptores específicos que se encuentran en la superficie de los progenitores eri- troides y los erinoblastos. La hipoxia produce un aumento transcripcional en la expresión del gen de eritropoyetina. En condiciones normales las BFU-E no originan eritroblastos, excepto bajo condiciones de estrés por anemia severa, sino que se transforman UFC-E, los que se dividen y originan colonias de proeritroblas- tos bajo la influencia de una concentración baja de eritropoyetina. La medula ósea de un ratón adulto contiene alre- dedor de 500 UFC-E por cada 10s células nuclea- das. En respuesta a la anemia, como ocuffe en la he- morragia o la hemólisis, la producción de retióulo- citos provienede un influjo rápido del comparti- miento progenitor bajo la influencia de la eritropo- yetina, lo que genera una expansión del pool de proeritroblastos. El estrés anémico no produce un aumento del rir mo mitótico de los precursores eritroides, sino que los cambios que pueden vers.e son los que se deta- llan a continuación. Las BFU-E tardías y UFC-E, por la unión de eri- tropoyetina a sus receptores se diferencian a proeri- troblastos. En la medula ósea normal de ratón, la frecuencia de UFC-E aumenta de 500 por cada 10s células nucleadas a 1.000-2.000 por cada 10s célu- las nucleadas en condiciones de hemorragia o he- mólisis. Por el contrario, los ratones que reciben transfusiones muestran una reducción del 80-90Vo en el número de UFC-E. Se intemrmpe la progresión ordenada de BFU-E a UFC-E y a proeritroblastos. El aumento de la eri- tropoyetina permite o induce la diferenciación de progenitores inmaduros a proeritroblastos. En el mo- no Rhesus, esta diferenciación prematura explica el aumento marcado del contenido de Hb F que se ob- serva durante la eritropoyesis en situación de estrés. Por el contrario los prolenitores en seres humanos tienen menos capacidad para generÍ¡r eritroblastos capaces de sintetizar grandes cantidades de Hb F, por lo que la acumulación de estas células en la san- gre periférica en respuesta a la anemia es pequeña. Regulación negativa En los seres huma¡ros, algunas subpoblaciones de linfocitos con un fenotipo supnesor pueden inhibir la actiüdad eritroide in vitro Este hallazgo es consistente con informes de pa- cientes en los que la anemia o la granulocitopenia se Glóbulos rojos, hematopoyesis y medicina transfusional I I5 asocia con la expansión de ciertas poblaciones de linfocitos T. En un trastorno raro llamado linfocito- sis T con citopenia, la suspensión in vitro de la eri- tropoyesis se correlaciona con la expansión de un clon de linfocitos T. El fenotipo de esta célula T su- presora se describió en detalle. Esta célula es un lin- focito granular grande que forma rosetas y es CD8+ (linfocito T supresor clásico). Esta célula T supreso- ra puede estar involucrada en ciertos casos de ane- mia aplásica y neutropenia sin una causa inmune subyacente. No se conoce con exactitud cómo interactúan es- tas células T supresoras con los progenitores hema- topoyéticos y qué antígenos de superficie son reco- nocidos por las células supresoras. Sin embmgo, se sabe que las células T supresoras inhiben la eritro- poyesis mediante la producción de citocinas inhibi- doras.'Algunas linfocinas pueden inhibir la eritro- poyesis por medio de una cascada compleja, por ejemplo, la producción de IL-2 que inhibe las BFU-E cuando estas células expresan receptores paralalL-Z. MIELOPOYESIS Durante la hematopoyesis en estado de equili- brio, la médula ósea produce entre 108 y 10e granu- locitos y monocitos por hora para mantener su nú- mero dentro de un rango estrecho. La producción puede incrementarse con rapidez en el contexto de infección o inflamación. La mielopoyesis comienza con la diferenciación de un pequeño pool de células madre pluripotentes hacia los progenitores mieloides más primitivos, que evolucionan hacia precursores más maduros que pueden reconocerse por microscopio óptico: por último emergen neutrffilos, eosinofilos, basófi- los y monocitos. En el hombre hay una célula madre pluripotente, denominada UFC-LM o unidad formadora de colo- nias linfomieloides. Esta célula germinal pluripo- tente da lugar a otra población comprometida hacia la diferenciación de 2 líneas: o Mieloide o Linfoide La célula madre mieloide, bajo la influencia del factor de Steel, IL-3 y GM-CSF da lugar a la uni- dad formadora de colonias comprometida hacia la 3 36 Fisiología de Sistemas Fig. 22-8. Granulopoyesis. formación de granulocitos, eritrocitos, monocitos y megacariocitos (UFC-GEMM) que puede identi- ficarse con marcadores para CD34 y HLA-DR (fig. zz-8). Las UFC-GEMM se dividen en otras 3 unidades formadoras de colonias: o BFU-E, comprometida hacia la serie eritroide o UFC-MEG, hacia la serie megacariocítica, cuyo producto final es la plaqueta o UFC-GM, que también expresa CD34, HDL-DR y CD64, que origina la línea de granulocitos y monocitos Los factores de crecimiento más importantes pa- ra la diferenciación de UFC-GEMM son el factor de Steel, IL-3, IL-6 y GM-CSF. La célula madre mieloide, además de originar a la UFC-GEMM, también se divide hacia las llama- das UFC-BASO y UFC-EO, comprometidas con la diferenciación de basófilos y eosinófilos, respecti- vamente (véase cap 23). La linfopoyesis (fig. 22-9') se trata de manera ex- haustiva en el capitulo 23. Fig. 22-9. Linfopoyesis. TROMBOPOYESIS Las piaqr"retas no scn células, s¡nñ fragn'rentos de megacariocitcsn sus precursores, que t lenen estructura celular El número de plaquetas en la circulación perifé- rica, se mantiene en un rango relativamente cons- tanfe, entre 150.000 y 400.000 por mm3. Excepto algunos casos de destrucción periféri- ca (trauma, infección) la mayoría de los trastor- nos cualitativos y cuantitativos de la función pla- quetaria son consecuencia de algún error intrín- seco que se produce dentro de la estructura del megacariocito. Las plaquetas carecen de núcleo y retículo endoplasmático rugoso, por lo que tie- nen muy poca capacidad de alferar su estructura bioquímica. Lamegacariopoyesis se produce en más de un si- tio dentro del organismo. Si bien el sitio primario de producción y desarrollo de los magacariocitos es la * UFC-BA \, N Ié I I¡ * :\1 Mieloblasto basófilo I * í l'\-/ Basófilo $ UFC-EO JI g $ I I f; F g tr :V Mieloblasto eosinófilo s * \/ Eosinófilo '\=./ UFC-M *v ,\=/ Mono- blasto T Iv \ ) v Monocito s IY/ ( \r.) Célula dendrítica mieloide SC pluripotente dl\,\d I f Célula madre linfoide restringida \_./ . i \ r f \ ' . PreB PreT & rv Ut<.s I I cJruru I ! dendrítica I ! Iinfoide Yg u t-/ B v¡rgen T virgen t ¡ #* \-/ \, Plasmocito T activado Fig. 22-lO. yesis. Trombopo- médula ósea, algunos precursores pueden circular en sangre periférica, lo que sugiere que los lechos capilares pueden filtrar estas células, y si el mi- croambiente es apropiado, los megacariocitos pue- den desarrollarse en el tejido extramedular, en espe- cial en elbazo y los pulmones, que contienen mega- cariocitos y producen plaquetas. Biología de los megacariocitos La jerarquía celular de la megacariopoyesis pue- de entenderse si el desarrollo mesacariocítico se di- vide en tres estadios: 1. Células progenitoras 2. Megacariocitos inmaduros 3. Megacariocitos maduros I ) Células progenitoras Son responsables por la expansión del número de megacariocitos y proliferan en respuesta a una serie de factores de crecimiento. Las células hematopo- yéticas más primitivas son multipotenciales o toti- potenciales, lo que da lugar a diferentes líneas celu- lares sanguíneas. De allí nacen células progenitoras comprometidas con una línea celular, lo que origina una progenie determinada. Los estudios in vitro muestran que las células progenitoras megacariocíticas, al igual que en otras líneas celulares, pierden su potencial proliferativo a medida que se diferencian (fig.22-10). Glóbulos rojos, hematopoyesis y medicina transfusional t?T tL 11 ¡ TPO: trombopoyetina lL 11: inter leucina 11 BFU-Mk: unidad formadora de macrocolonias meqacariocíticas CFU-Mk unidad formadora de colonias megacariócíticas La célula más primitiva capaz de detectarse es la formadora de colonias con alto potencial proliferativo megacariocítico (Mk-HPP-CFC) (megakaryocyte high-proliferative-potential colony-forming cell), que a diferencia de otras líneas celulares, forma colonias que pueden visualizarse en el nivel macroscópico. Los Mk-HPP-CFC producen colonias de unos pocos miles de megacariocitos. Para su prolifera- ción requieren la señal mitogénica de la IL-3, y en forma simultánea la activación de la proteincinasa C y AMP cíclico. La BFU-Mk tiene alto potencial proliferativo; genera entre 500-600 megacariocitospor célula. Es- tas células son las antecesoras de las unidades for- madoras de colonias (UFC-MK). Las BFU-Mk re- quieren IL-3, GM-CSF, IL-l1, trombopoyetina y c- kit ligando (factor de la célula madre). La etapa más diferenciada de las células progeni- toras es la UFC-Mk. Esta célula tiene un potencial proliferativo más restringido; genera entre 4 y 32 megacariocitos. Este progenitor responde a varios factores de crecimiento (IL-3, GM-CSF) y también intpractúa con coreguladores como c-kit ligando y trombopoyetina. 2) Megacoriocitos inmaduros Los promegacarioblastos (PMkB) son células transicionales entre las células progenitoras y los megacariocitos maduros. En general no pueden identificarse morfológica- mente en la medula ósea, pero sí por la expresión de marcadores de membrana plaquetarios, como pero- I 338 Fisiología de Sistemas xidasa plaquetaria, glucoproteína IIb IIIa, factor de von Willebrand, etc. Los promegacarioblastos también tienen un po- tencial proliferativo restringido. Por lo tanto son el estadio en el que los megacariocitos cesan su proli- feración pero continúan adquiriendo DNA. Es decir, son endomitóticos, mecanismo por el cual adquie- ren un núcleo poliploide. Los PMkB responden a gran variedad de factores de crecimiento. 3) Megacariocitos moduros Los megacariocitos se hallan en 3 estadios madu- rativos definidos morfolósicamente: ¡ MEGACARIOBLAST]O ,".,udro 1): relación nú- cleo/citoplasmática alta, citoplasma basófilo que refleja la síntesis proteica. o PROMEGACARIOCITO (estadio 2): el volumen citoplasmático aumenta, al igual que el número de gránulos específicos plaquetarios. o MEGACARIOCITO MADURO (estadio 3): es el megacariocito más maduro, cuyos fragmentos constituyen las plaquetas. Plaquetas El acontecimiento final en el desarrollo megaca- riocítico es la liberación de plaquetas a la circula- ción (véase c ap. 23). Durante la maduración se pro- duce una proliferación y una invaginación de la membrana plasmática, lo que genera el desarrollo de una red tubular llamada sistema de demarcación de membrana (demarcation membrane sistem -DMS-). El DMS divide el citoplasma del megaca- riocito en diferentes campos, cada uno de los cua- les origina una plaqueta. Reguloción def desorro llo megacariocítico De los factores de crecimiento hematopoyéticos que afectan la proliferación megacariocítica, la IL- 3 es la niás potente. Tiene la capacidad de estimular las células progenitoras, los megacariocitos inma- duros y los maduros. Otra citocina que afecta el desarrollo megacario- cítico es el GM-CSF, que estimula el desarrollo de BFU-Mk y UFC-Mk. n--6,L-L" y IL-ll no son específicos de la serie megacariocítica, pero pueden aumentar la actividad sobre los megacariocitos de ofros factores, como IL-3. La trombopoyetina es producida por el hígado, riñones, médula ósea y bazo La existencia de trombopoyetina (TPO) como factor estimulador de la producción plaquetaria se propuso hace 40 años, pero la proteína se clonó en 1994. Los genes responsables de su producción se encuentran en el cromosoma 3. La administración de TPO produce un aumento del número de megacariocitos en la médula ósea y elbazo, un incremento en el tamaño del megacario- cito y su contenido de DNA, y un aumento del nú- mero de plaquetas en sangre periférica. El mecanismo regulador de la concentración de TPO es una retroalimentación negativa. En períodos de homeostasis, el número de plaquetas es normal, y la concentración de TPO se encuentra a niveles basales. Si se produce una caída del número de pla- quetas (trombocitopenia) la reducción de la masa plaquetaria estimula la producción de TPO, con el aumento consecuente de su concentración. Por el contrario, durante un incremento del número de pla- quetas (trombocitosis), el nivel de TPO se reduce. Es interesante destacar que un individuo que ten- ga trombocitopenia por destrucción periférica de plaquetas (inmune), presentará un número normal o aumentado de megacariocitos en médula ósea, lo que se sensará como "nomal", y en consecuencia la concentración de TPO será normal. En la figura 22-Il se observa una sinopsis del ár- bol-hematopoyético. M EDICI NA TRANSFUSIONAL Silvono Gomba HEMOCOMPONENTES lntroducción La terapéutica transfusional está orientada a pro- porcionar los elementos sanguíneos celulares, plas- Glóbulos rojos, hematopoyesis y medicina transfusional 3 39 Fig.22-ll. Resumen de la hematopoyesis. máticos o ambos, que requiere el paciente. puede considerarse un trasplante de tejido de vida media corta y autolimitada, y debe considerarse un trata- miento paliativo hasta resolver la causa del defecto. La terapéutica transfusional puede ser de gran valor para mantener o salvar una vida, y para permitir un tratamiento definitivo efectivo, pero su uso puede provocar efectos adversos, por lo que su indicación debe considerarse con rriucho cuidado en función de la relación riesgo-benefi cio. En el presente el avance tecnológico permite se- parar los diferentes componentes de la sangre, frac- cionarlos y conservarlos en envases estériles de plástico, lo que hizo posible el uso de modalidades terapéuticas en prácticamente todas las áreas de la medicina, que de otra manera no serían posibles. Sangre total La sangre total es la que se colecta de un solo do- nante, voluntario y no remunerado (dado que estos últimos ofrecen mayor riesgo en cuanto a la preva- lencia de enfermedades infecciosas). Contiene alre- dedor de 450 mL de sangre y 65 mL de solución an- ticoagulante y conservadora, que permite un perío- do de conservación que oscila entre los 21 y los 42 días. Estos límites máximos aseguran que el70Vo de los hematíes aporlados sobrevivirán a las 24h de realizada la transfusión (viabilidad). Hace unos 30 años la sangre total era práctica- mente el único producto transfundido, pero en la ac- tualidad su uso está limitado a los procedimientos de exanguinotransfusión, sobre todo en neonatos y algunos casos de sangrado agudo profuso, aunque en éstos la transfusión de glóbulos rojos sedimenta- dos es efectiva por igual y menos riesgosa (la vole- mia puede mantenerse con soluciones cristaloides o coloides). En el presente, la sangre total como úni- co recurso terapéutico traduce una conducta enónea que debe evitarse. Está contraindicada definitiva- mente en los casos de anemia crónica, en los que el volumen de glóbulos rojos se halla disminuido pero el volumen plasmático se encuentra aumentado en forma compensatoria. En este caso el paciente no necesita plasma y puede desarrollar con facilidad SC pluripotente I ceu,?e:ii:::Jr'oide tÉ: , , f,i..Y_ V uFc-Eo uFc PreT {uFc.cM O O O OfÁ ro\ T Y T T'r 'uo .o | | I I f;r'r*" Y,,"Y'¿¿t¿ o#o o o c lvlielo- Cétuta lYgno Mieloblasto lvl¡elóblasto e viig blasto oenáritica blasto eosinófilo basófiloneutrof i romieroide + ¿ ¿ + # ###oo Neutrófilo Monocito Eosinófilo Basófilo plaJmocito T afrivado + 34O Fisiología de Sistemas insuficiencia catdíaca, de presentar poca reserva mioc¡árdica. Esto es aun más frecuente en niños, an- cianos y cuando hay daño renal o cardíaco previo. En un adulto de 70 kg la transfusión de 1 U de sangre total produce un incremento de alrededor de 1 a 1,5 gldL en la hemoglobina (Hb) y del 3 al 5Vo de hematocrito (Hto). Esto se hace evidente 48 a72 h después de la transfusión, una vez que el volumen sanguíneo se reajusta. Este aumento pue- de variar según el peso y el volumen circulante del receptor. Todos los pacientes en los que se indica sangre entera deben recibir sangre isogrupo en el sistema ABO (véase más adelante grupos sanguíneos). Los Rho(D) positivos podrán recibir sangre total Rho(D) positivo o negativo. Los Rho(D) negativos deberán recibir sangre total Rho(D) negativo, excepto en cir- cunstancias justificadas (emergencias) y siempre que no presenten sensibilización previa. Glóbulos rojos sedimentados El paquete globular tiene un volumen aproxima- do de 250 a 300 mL y contiene todos los glóbulos rojos de 1 U de sangre, pero sólo una pequeña frac-ción de plasma (Hto del 80Vo), así como plaquetas y glóbulos blancos en pequeña cantidad y sin efecto terapéutico. Debe mantenerse en refrigeración a4 + 2"Cpor los mismos períodos que la sangre total (21 a42 días), siempre que se hayan separado en circui- to cerrado, mediante el empleo de bolsas múltiples. No deben pennanecer fuera del refrigerador más de 6 h. En general casi nunca requiere calentamiento para transfundirse y esto no debe hacerse, excepto en un incubador específico a37"C. La transfusión de glóbulos rojos sedirhentados está indicadapara incrementar la masa eritrocitaria en un paciente en el que se requiere aumentar su ca- pacidad de transporte de oxígeno (por síndrome anémico) y en el que no se espera que responda pronto a otra terapéutica específica. Este tipo de transfusión está contraindicada si el individuo no tiene manifestaciones clínicas o síndrome anémico (anemia compensada), como en algunos casos de anemia por insuficiencia renal crónica o en anemias carenciales por deficiencia de hierro, ácido fólico o vitamina B,r, a menos que haya datos de descom- pensación o en urgencias para aumentar la capaci- dad de transporte de oxígeno, como en urgencias quirúrgicas y parto inminente. No hay una cifra o nivel "crítico" de Hb o Hto que indique la necesidad de transfundir glóbulos ro- jos; ésta dependerá siempre de las condiciones clí- nicas de cada paciente en particular. En otras pala- bras, la concentración de hemoglobina y el hemato- crito definen anemia, pero no la necesidad de trans- fundir. Por muchos años se estableció en cirugía la cifra de 10 g de Hb como mínimo para llevar a ca- bo una intervención electiva; sin embargo, en el pre- sente se sabe que un sujeto con 8 g de Hb y tn25%o de Hto bien tratado en el período transoperatorio, puede mantener un transporte de oxígeno y presen- tar menos complicaciones posoperatorias. Los pa- cientes con insuficiencia tenal crónica pueden tole- rar perfectamente cifras de 5 a7 g de Hb. Las transfusiones de glóbulos rojos sedimenta- dos deberán ser ABO y Rh compatibles, pero no siempre ABO idénticas, como en el caso de la san- gre total; esto es, un paciente de grupo A podrá re- cibir con seguridad tanto GRS de grupo A como de grupo O. Plasma fresco congelado El PFC se prepara a partir de la sangre total; se 1o separa de los glóbulos rojos por centrifugación en frío y se lo congela enseguida (antes de transcurri- das 8 h de la extracción). De esta manera conserva la actividad de prácticamente todos los factores de la coagulación, incluso de los lábiles (V y VIIIC). Tiene un volumen aproximado de 200 a 250 mL, se almacena a una temperatura de -18'C o inferior y posee una vigencia de 1 año. El descongelarniento del PFC debe ser rápido a una temperatata de 30 a 37"C. Para ello se utiliza un baño termostatizado. IJnavez descongelado, debe transfundirse de inme- diato. -El uso del PFC está indicado en el tratamiento de sangrado secundario a deficiencias de cualquiera de los factores de la coagulación, si no se dispone de concentrados específicos del factor deficiente. En estos casos es indispensable administrar la can- tidad de plasma necesaria para elevar el nivel del factor deficiente, lo necesario para mantener la he- mostasia de acuerdo con la respuesta clínica. En condiciones normales se requiere menos del 50Vo de actividad de cualquier factor para lograr una hemostasia adecuada. El PFC está indicado también en la deficiencia de varios factores, como en las hepatopatías (véase cap. 33), el síndrome de desfibrinación o la coagu- lación intravascular diseminada, sangrados por defi- ciencia de vitamina K no detectada, toxicidad por cumarínicos o durante la reposición masiva de san- gre (transfusión masiva). Su utilización también es necesaria eri pacientes con trombosis o riesgo trombóüco por deficiencias de inhibidores de la coagulación (proteína C y S, antitrombina III, etc.). Además se lo utiliza como lí- quido de reemplazo en las plasmaféresis (púrpura trombótica trombocitopénica, enfermedades autoin- munes, etc.). El PFC io debe utilizarse como fuente de proteí- na (albúmina) para aumentar el poder coloidosmó- tico del plasma o como expansor del volumen plas- máüco si se dispone de albúmina liofilizada o en so- lución. Debe serABO compatible con los glóbulos rojos. del receptor. Crioprecipitados El crioprecipitado se obtiene por congelamiento del plasma fresco con menos de 6 h de extraído y descongelación lenta entre 1 y 6"C. Este precipita- do blanquecino, insoluble al ffo, es una fracción plasmática rica en factor VIIIC, fibrinógeno, factor de von Willebrand, factor XIII y fibronectina. Se conserva en congelación de -18'C o inferior hasta 12 meses. Debe descongelarse a 37"C antes de su aplicación y transfundirse, cuando sea posible, den- tro de las 4 a 6 h siguientes. La utilidad principal del crioprecipitado es el tra- tamiento de pacientes con hemofilia A, enfermedad de von Willebrand, hipofibrinogenemia o disfibri- nogenemia, depleción de fibronectina (sepsis), etc (véase cap.24). La dosis a transfundfu y su frecuencia dependen del factor hemostático a reponer. En general la do- sis varía de 1 a 2 U de crioprecipitados por cada 10 kg de peso corporal. Concentrado de plaquetas Los concentrados de plaquetas pueden obtenerse a partir de unidades convencionales de sangre de varios donantes, o bien por citaféresis de donante único (mediante aparatos especiales denominados separadores de células=aféresis). Este último, al li- Glóbulos rojos, hematopoyesis y medicina transfusional 34 | mitar el número de donantes, reduce los riesgos de transmisión de enfermedades infecciosas y de aloin- munización. Cada concentrado de plaquetas de varios donan- tes contiene alrededor de 5,5 x 1010 plaquetas en un volumen de 50 a 70 mL de plasma. El concentrado de plaquetas obtenido por procedimiento de aféresis de un solo donante contiene como mínimo 3 x 101r plaquetas en un volumen plasmático de 200 a 400 mL. Los concentrados de plaquetas deben almacenar- se a22"C (+ 2"C) en agitación continua y conservan su viabilidad entre 3 y 5 días. Se recomienda que el paciente se evalúe para considerar aspectos clínicos más que cifras de labo- ratorio. En general las hansfusiones de plaquetas están indicadas en la prevénción y el tratamiento de las hemorragias asociadas con trombocitopenia o trombocitopatía (defecto funcional). El uso de transfusiones de plaquetas preventivo o profiláctico en pacientes con trombocitopenia sin hemorragia es controversial. Sujetos sin fiebre ni sangrado pue- den tolerar cifras de 5.000-10.000/mm3, como los pacientes con anemia aplásica o mielodisplasias; sin embargo, en individuos con epistaxis (sangrado nasal) la cuenta mínima debe ser mayor que 40.000-45.000/mm3 y si se presenta un fenómeno quinírgico, se recomienda que la cifra sea mayor que 70.000-80.000/mm3. Una unidad de concentrado de plaquetas de va- rios donantes eleva el recuento de plaquetas en 5.000-10.000/mm3 en un adulto de 70 kg; y una uni- dad de concentrado de plaquetas de donante único eleva el recuento de plaquetas entre 30.000 y 60.000/mm?. La dosis estándar es administrar 1 U de plaque- tas por cada 10 kg de peso corporal (de varios do- nantes) y 1 U de aféresis en plaquetas de donante únicoo Concentrado de granulocitos La utilidad principal se observa en pacientes con neutropenia intensa y un proceso infeccioso, donde a pesar del uso de antimicrobianos la morbilidad o la mortalidad por neutropenia son elevadas. Los granulocitos de 1 U de sangre son insuficien- tes y poco útiles; deben usarse procedimientos de aféresis con un separador celular que en el lapso de I 142 Fisiología de Sistemas 2 a 3 h permita obtener granulocitos suficientes del orden de 1010 células. Los granulocitos deben utili_ zarse lo antes posible después de su extracción, pe_ ro pueden ser viables si se conservan sin agitar a l l 'C. hasta por 8 a24h. La indicación general es para neutropenia con cuanri f icación menor que 0.5 x l0q/L 15ó0neutró_ filos por microlitro) en pacientes con sospecha de infección o infección confirmada, y donde no hu_ bo respuesta satisfactoria a antimicrobianos en pacientes con probabilidades de recuperación de la médula ósea. Los mejores parámetrós de efecti_ vidad de la transfusión de granulocitos son los da_ tos clínicos y la negatividad de los cultivos, más que un incremento en la cifra. La tipificación de histocompatibilidad entre donant. y ,"""pto, ",deseable, pero no es necesaria cuando el paciente no recibió transfusiones con anterioridad. Con la aparición de factores estimulantes de colonias de granulocitos (G-CSF) o de granulocitos y monoci_ tos (GM-CSF) que estimulan la granulocitopoye_ sis, la transfusión de granulocitos se usará cada vez menos. Concentrado de linfocitos Ai igual que los granulocitos, se obtienen sólo por procedimientos de aféresis. Su infusión se utili_ za para la reconstitución de elementos inmunes lue_ go del trasplante de médula ósea. GRUPOS SANGUíNEOS ERITROCITARIOS Los antígenos eritrocitarios son estructuras poli_ morfas residentes en proteínas, glucoproteínas y glucolípidos de la membrana de los hematíes (y en muchos casos, en otros tejidos del organismo). De hecho, sólo un número reducido de sistemas parece específico de la línea eritroide. Se heredan de mane_ ra independiente unos de otros de acuerdo con leyes mendelianas simples. A pesar de la importancia de estos antígenos en la medicina transfusional, su po_ sible papel biológico y funcional permaneció igno_ rado durante años. Los estudios bioquímicos y moleculares efectua_ dos en la última década permitieron descubrir que su presencia en los hematíes no obedece con exclu_ sividad a causas inmunes, cuyo objetivo principal parece ser limitar y, en ocasiones, complicar la práctica transfusional, sino que desempeñan un pa_ pel importante. Los antígenos eritrocitarios son marcadores presentes en diversas proteínas capaces de diferentes actividades en las que el polimorfismo no parece afectar la función. En el presente se describen 5 categorías funcio_ nales: o Moléculas transportadoras y canales o Receptores de membrana o Moléculas de adhesión o Enzimas ¡ Proteínas estructurales Se descubrieron más de veinte sistemas de antí- genos eritrocitarios con más de 600 variantes anti_ génicas sobre la membrana del hematíe (véase cua_ dro 22-l) , En la práctica, su aplicación comprende: a) tipi_ ficación de donantes y receptores de transfusiones de hemocomponentes y trasplantes de órganos, b) prevención, diagnóstico, pronóstico y tratamiento de la enfermedad hemolítica perinatal por aloanti_ cuerpos y c) caracterización de la hemólisis (lisis del eritrocito) debido a autoanticuerpos o aloanti_ cuerpos. Cuadro 22-1. Sistemas de anfígenos erilrocitarios ABO IIh Lewis MT,{S Rh Kell Kidd Duffy Lutheran Dieeo Chido Rosers Cot"ton Otros I 'u Leu, Leb, Le", Led, Le* il i;;":. ".K, k, Kpu, Kpb, Jsu, Jsb Jk", Jkb. Jk3 i:",;1;Fv3' Fva' Fr Di", Dib i;; .., SistemaAB0 El primer sistema de grupo sanguíneo que se descubrió y el más importante en medicina transfusional, es elAB0 La determinación de la compatibilidadAB0 en la sangre de donante y receptor es imprescindible pa- ra evitar las reacciones hemolíticas postransfusiona- les. Karl Landsteiner (premio Nobel de Medicina en 1930) publicó su descubrimiento del sistema-de grupo AB0 en 1900 junto al desarrollo de procedi- mientos de rutina para su tipificación. Landsteiner (vienés devenido neoyorkino) realizó suspensiones de glóbulos rojos de muesffas de sangre propia y de algunos colegas, y los. enfrentó con los sueros. En algunas de estas mezclas observó aglutinación, en otras no; lo que le permitió analizar y concluir que existían 3 tipos de grupos sanguíneos, ahora deno- minados A, B y 0. Asimismo, advirtió que la presen- cia o la ausencia de sólo dos antígenos, A y B, era suficiente para explicar la existencia de tres grupos y predijo la de un cuarto. Tiambién demostró que en el suero de todas las personas se encuentran anti- cuerpos contra los antígenos ausentes en sus glóbu- los rojos. Dos años después, dos discípulos de Landsteiner, von Decastello y Sturli, descubrieron el grupo AB. En el presente, el sistema de grupo sanguíneo AB0 aún es el más significativo en medicina ffansfusional. Es el único que presenta anticuerpos recíprocos cons- tantes y previsibles en el suero de la mayoría de las personas no expuestas a eritrocitos humanos. Antígenos y anticuerpo3 del sistemo AB0 A excepción de las células germinales la totali- dad de las células del ser humano posee dos dota- ciones de cromosomas similares, una de cada pro- genitor. Se considera que los genes que controlan la estructura de los antígenos de determinados siste- mas de grupo sanguíneo ocupan los loci correspon- dientes en un par de cromosomas similares (homó- logos). Por ello, para todos los genes localizados en autosomas, un individuo podrá ser homocigoto (ambos genes iguales, p. ej., AA) o heterocigoto (ge- nes dife¡entes, p. ej., A0). Los alelos comunes (A, B y 0) se localizan en el locus AB0 del cromosoma 9. Los genes A y B codi- Glóbulos rojos, hematopoyesis y medicina transfusional 143 fican las glucosiltransferasas que producen los antí- genos A y B. El gen 0 no codifica enzima funcional alguna. El gen A sintetiza una enzima denominada N- acetilgalactosamiltransferasa que agregauna N-ace- tilgalactosamina a la cadena de oligosaciáridos (sus- tancia H); así se forma el antígeno A. El gen B sin- tetiza la enzima galactosiltransferasa encargada de adicionar una galactosa a la cadena de oligosacári- dos para formar el antígeno B. Como se indicó, el gen O no codifica enzima alguna, por lo tanto, en la membrana eritrocitaria de estos individuos sólo en- contramos sustancia H. Las diferencias de la actividad celular A, B y H en lactantes y adultos podrían relacionarse con la cantidad de ramificaciones presentes en las mem- branas celulares a distintas edades. Se piensa que en los glóbulos rojos de los lactantes predominan los oligosacáridos lineales, con un solo extremo pa- ra la fijación de los glúcidos H y más tarde A o B, o ambos. En cambio en los adultos, la proporción de oligosaciáridos ramificados es elevada. Por lo tanto, a medida que pasa el tiempo, aumenta el nú- mero de sitios antigénicos. Esto tiene implicancia en la práctica de tipificación del sistemaAB0 en las pruebas de aglutinación directa. Con frecuencia los anticuerpos reaccionan menos con los eritrocitos de los recién nacidos que con los del adulto. Aun- que pueden encontrarse en los glóbulos rojos de embriones de 5-6 semanas, en el momento del na- cimiento, los antígenos A y B no están desarrolla- dos por completo, porque las estructuras oligosacá- ridas ramificadas surgen de manera gradual. A los 2-4 aflos,la expresión de esos antígenos es comple- ta y permanece más o menos constante durante to- da la vida. Parece que en la mayoría de los casos hay una correspondencia simple entre genes y antígenos, de forma que si la persona hereda determinado gen, se podrá detectar el'antígeno correspondiente en sus hematíes. Es así que las 6 combinaciones posibles de genes (genotipos) en el sistema AB0 darán lugar a los 4 grupos posibles (fenotipos) : Fenotipos AB A B 0 Genotipos AB AAoA0 BBoB0 00 I ?44 Fisiología de Sistemas frW;f;: i ri:r::,,ff "'; t o s s rup o s d' t' ¡' t, * Hay subgrupos AB0 que son fenotipos que difie_ ren en la concentración de antígenos en los glóbulos rojos, son productos de glucotransferasas menos efectivas. Los subgrupos A son más comunes que l.os B. Los-dos subgrupgs A principales son A, y Ar. Estos pueden elaborar anticuerpos con los glóbulos rojos A,. Por lo general ocasionan dificultades en la tipificación del grupo sanguíneo, pero no generan reacciones transfusionales. Los anticuerpos del sistema AB0 son regulares o naturales: son fríos, en mayor medida IgM, aun_ que también se advierten cantidades menores de IgG. Todo individuo que carece de un antígeno en su membrana
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