Clase Hemato 4 - Eritrocitos

Propiedades del Eritrocito •Valores normales: En el hombre 5.0 millones/µl En la mujer 4.5 millones/ µl •Transportan en total 900 g. de Hb. De 12 a 16 g/100ml. •Es anucleado. •Forma de esfera aplanada y bicóncava. •7.5um de diámetro. •Alta plasticidad •Pierde mitocondria, aparato de Golgi y ribosomas residuales a partir de los primeros días. •95% de la proteína es hemoglobina •5% son enzimas de sistemas energéticos. •Se hemolizan por daño mecánico, congelamiento, calor, detergentes, schock Hiposmótico. Se contraen en soluciones hiperosmóticas.

CARACTERISTICAS DE LOS ERITROCITOS: V. C. M. : 85 - 95 fL

Hematocrito X 10 VCM =

H (en millones)

VCM > 95 fL

MACROCITOSIS

VCM < 85 fL

MICROCITOSIS

MACROCITOSIS: Deficiencia de Vit. B12, ácido Fólico MICROCITOSIS: Deficiencia de hierro SUPERFICIE DEL HEMATIE: 135 m2 NUMERO DE ERITROCITOS. Varones: 5´000,000 / L Mujeres : 4´500,000 / L

CARACTERISTICAS DE LOS ERITROCITOS: HEMOGLOBINA CORPUSCULAR MEDIA (HbCM) Valores normales: 29 - 34 pg

NORMOCROMIA

HbCM < 29 pg

HIPOCROMIA

HbCM > 34 pg

HIPERCROMIA?

HbCM =

Hemoglobina (en g%) x 10 Hematíes (en millones)

300 - 600 millones de moléculas en cada eritrocito. CONCENTRACION DE LA HEMOGLOBINA CORPUSCULAR MEDIA: Valores normales: 32 - 34 % Hemoglobina (g%) x 100 CHbCM = Hematocrito (en %)

FORMA DEL ERITROCITO • DISCO BICONCAVO: • Fuerzas elásticas dentro de la membrana • Tensión superficial • Fuerzas eléctricas de la membrana celular • Presión osmótica o hidrostática VENTAJAS: • Favorece intercambio de gases • Gran elasticidad • Gran resistencia osmótica • DIAMETRO MAYOR: 7.5 m • ESPESOR: Porción ancha: 2.6 m Porción delgada : 0.8 m

MEMBRANA DEL ERITROCITO • • • • •

Capa bipolar de lípidos Proteínas estructurales y contráctiles Enzimas Antígenos superficiales Composición química: • Proteínas : 50% • Lípidos : 40% Fosfolípidos : 60% Lípidos neutros (colesterol) :30% Glucolípidos :10% • Hidratos de carbono: 10% Fosfolípidos: Capa externa: Fosfolípidos que contienen: colina, fosfatidilcolina (Lecitina), esfingomielina. Capa interna: Fosfolípidos que contienen: amino fosfatidil-

PROTEINAS: INTEGRALES Y PERIFERICAS. Por electroforesis en gel de poliacrilamina endodecil sulfato de sodio: Banda 1 y 2 : Las 2 cadenas de espectrina Banda 3: Enzima gliceraldehido-3-fosfato deshidrogenasa Banda 5: Actina del eritrocito 2, 1 : Productos proteolíticos 2-2, 2-3, y 2-6 : Sindeínas (anquirinas) Glucoforinas A y B Las glucoforinas y la banda 3: Principales proteínas integrales Sindeínas: 2 enzimas glucolíticas El esqueleto de la membrana formado por: Espectrina y actina

Membrana eritrocitaria: bicapa lipídica que contiene proteínas intrínsecas que presentan uniones integrando la membrana y ciertos fosfolípidos de la superficie interna que determinan una estructura conocida como citoesqueleto. Las proteínas constituyen el 50%, (glicoproteínas y sialoglicoproteínas). Los lípidos constituyen el 40%. Los fosfolípidos suponen un 70% y el 30% restante está constituido por colesterol y pequeñas proporciones de glicolípidos y ácidos grasos libres. Los carbohidratos constituyen un 8% y se localizan en la superficie externa formando cadenas de oligosacáridos que se unen a las proteínas, glicoproteínas y a ciertas subclases de lípidos glicolípidos. El equilibrio osmótico del eritrocito depende de la permeabilidad pasiva y del transporte activo. La membrana eritrocitaria es permeable libremente a los iones hidrofílicos tales como el Cl-, CO3H-, pero es muy impermeable a los cationes hidrofílicos Na + y K +. Posee un sistema para transporte activo dependiente del ATP. Éste genera la energía para extraer tres iones Na+ del interior de la célula e introducir tres iones K+ al interior de la misma. La membrana posee también una bomba de calcio que depende de la ATPasa

METABOLISMO DEL ERITROCITO GLUCOSA Ingreso no dependiente de insulina 2 amenazas potenciales: - Oxidación de sus constituyentes (el hierro y la globina) - Hiperhidratación.

-Mantener la forma y flexibilidad de la m. celular.

ENERGIA

-Mantener el Fe de la Hb en su forma bivalente funcional. -Conservar K+ intracelular alto, Na+ y Ca++ intracelulares bajos

GLUCOSA G-6-P D

“Shunt” de las pentosas

Hexoquinasa

Glucosa-6-fosfato

NADP+ NADPH NAD+ NADH ADP ATP

TRIOSA FOSFATO

PK

2-3-DPG (Ciclo de Rapapor-Luebering)

PIRUVATO LACTATO Vía de Embden-Meyerhof

METABOLISMO DE LA GLUCOSA

ATP: El ATP le sirve para: • Mantener la integridad de la membrana celular • Renovación de los lípidos de la membrana celular • Mantener la forma de disco bicóncavo • Mantener la bomba de Na+/K+ : Mantiene el equilibrio hidro-electrolítico del eritrocito. Evita la sobrehidratación.

2-3-DIFOSFOGLICERATO: • Sirve para modular la afinidad de la hemoglobina por el oxígeno de modo que si aumenta la concentración del 2-3-DPG, lafinidad de la Hb por el oxígeno disminuye ( A mayor concentración de 2-3-DPG la curva de disociación de la oxihemoglobina se desvía a la derecha )

NADH Y NADPH: Evitan la oxidación de la hemoglobina, tanto del hem como de la globina.

VIA EMBDEN MEYERHOF 1,3DP ADP G M PGK

DPGM

ATP g

DPGP 3PG PG M 2PG E PEPNOL

Degradación Nucleótidos y Vías de rescate

↓pH (-)

2,3DP G ↓pH (+)

ADP M ATP g

PK

PIRUVAT O

LDH

LACTATO

NADH NAD

Shunt Rapoport Luebering

FUNCIONES DE LOS ERITROCITOS 1.- TRANSPORTE DE GASES: OXIGENO Y ANHIDRIDO CARBONICO 2.- MANTENER EN CONDICIONES OPTIMAS A LA HEMOGLOBINA “EN CONDICIONES NORMALES EN EL ORGANISMO CONTINUAMENTE SE PRODUCEN RADICALES LBRES OXIDANTES” La hemoglobina tiene dos componentes: • Proteica (Globina) que puede ser oxidada (desnaturalizada) por la acción de los oxidantes. • El gruppo HEM (grupo prostético), cuyo hierro bivalente (capaz de unirse y transportar el oxígeno) puede ser oxidado a hierro trivalente (incapaz de transportar el oxígeno): METAHEMOGLOBI NA

1–2%

Hb(Fe++)

OXIDANTES (-e)

Hb(Fe+++)

HEMOGLOBINA

METAHEMOGLOBINA

OXIGENO

OXIGENO (+e)

METAHEMOGLOBINOREDUC TASA PRINCIPAL

NAD

En situaciones de suma urgencia puede hacer lo mismo el sistema de la metahemoglobino reductasa NADH accesoria, usando como cofactor al NADPH (Donador de electrones) Donador de -e

GLOBINA

H2 O OXIDANTES ( - e ) Glutation peroxidasa H2 O 2

PROTEINA DESNATURALIZADA

GLUTATION REDUCIDO Glutation reductasa GLUTATION OXIDADO

NADPH

G-6PD Glicolisis Shunt de las pentosas

NADP+

El NADPH evita la oxidación de la globina. Los oxidantes que se van formando: H2 O2, , Ión superóxido,etc son transformados en agua, gracias a la acción de la glutation peroxidasa. La glutation reductasa recupera el glutation reducido consumido, usando como cofactor al NADPH

HEMOCATERESIS O HEMOLISIS FISIOL. •Los eritrocitos son células muy especializadas, no tienen núcleo ni organelas, no pueden sintetizar nuevas proteinas: •Dependen de la glicólisis anaeróbica •Deben mantener cantidades adecuadas de ATP, NADH, NADPH y la composición iónica propia . •Viven 120 días y luego son destruidos en los macrófagos de los órganos hemocateréticos: MEDULA OSEA, BAZO E HIGADO. •En qué consiste el envejecimiento? •Disminución de la actividad enzimática

Disminución del potencial metab.

•Alteración en el balance de Ca++ por depleción de ATP. •El Ca++ aumentado provoca: pérdida de K+, deshidratación, aumento de la densidad celular, aumento de la viscosidad y disminución de la elasticidad. •Disminución de las cargas negativas que rodean a la cél. por pérdida de ácido siálico •Injuria de oxidantes (radicales libres provenientes del oxígeno) •Adición de anticuerpos sobre la membrana celular

Eritrocito Metabolismo reducido Ausencia de núcleo y ribosomas Ausencia de síntesis de proteínas No se produce renovación del stock de enzimas Agotamiento progresivo de enzimas que limitan la sobrevida del GR

Ausencia de mitocondrias Ausencia de Ciclo de Krebs Glicólisis anaerobia

REQUERIMIENTOS PARA LA ERITROPOYESIS A) UNA POBLACION NORMAL DE CELULAS BLASTICAS B)UN MICROAMBIENTE ADECUADO: CELULAS: Fibroblastos, adipositos, células endoteliales , macrófagos, etc. FACTORES DE CRECIMIENTO HEMATOPOYETICOS

C)HEMATINICOS: HIERRO: Para la hemoglobinopoyesis VITAMINA B12 Y ACIDO FOLICO, para la intensa síntesis de DNA VITAMINA B6 para la síntesis de Hb. ACIDO ASCORBICO, RIBOFLAVINA, VITAMINA E, AMINOACIDOS, VESTIGIOS DE METALES: Cu, Mn, Co, Zn

FIERRO Funciones Bioquímicas • Es un elemento traza esencial por su rol en el metabolismo celular oxidativo. • Componente de proteínas transportadoras de oxígeno (hemo y mioglobina) y enzimas redox. • Deficit: genera anemia microcítica (y otras alteraciones) • Sobrecarga: genera daño celular oxidativo (Hemocromatosis) • Dieta: hierro-hem (40% en alimento animal) y hierro-nohem (100% en alimento vegetal). Dieta occidental 10% hierro-hem. • La absorción de hierro-hem es más eficiente. • 10-20mg/día; se absorbe el 10% (1-2 mg/d); cuando hay déficit, incrementa la tasa de absorción.

Importancia del Hierro • El hierro es un elemento paradójico. • Es indispensable para toda forma de vida siendo esencial para: - Asegurar el transporte de oxígeno - Catalizar las reacciones de transferencia de electrones - Fijación de nitrógeno - Síntesis de ADN • Pero es igualmente tóxico ya que puede catalizar la producción de radicales libre. • Los organismos vivos expresan varias proteínas que: - permiten transportar el hierro en los fluídos biológicos o a través de las membranas - almacenar en forma fácilmente disponible pero no tóxica

• Solubilidad del Fe pH 7.0 – Ksol Fe 3+(OH)3 = 10-38 M – Ksol Fe 2+(OH)2 = 10-1 M • Toxicidad del Fe: produce radicales libres Fe2+ + H2O2 ⇒ Fe3+ + OH• + OHFe3+ + NADH ⇒ Fe2+ + [NADH •+] • Para solucionar estos problemas: – Proteínas de transporte de Fe: • Transferrina • Proteínas de Transporte intestinal – Almacenamiento • Ferritina

FACTORES HEMATINICOS: EL HIERRO

Contenido corporal de hierro: 4 – 5 g Formas: • En forma de compuestos hemínicos: Hb, Mb, Citocromos, peroxidasas, catalasas, etc. • Como hierro de reserva: • Ferritina • Hemosiderina • Como hierro de transporte: Transferrina Necesidades diarias: Varón: 1 mg/24 h Mujer fértil: 2 mg/24 h

FACTORES HEMATINICOS: EL HIERRO

Pérdidas diarias:

Varón: 1 mg/24 h Mujer fértil: 2 mg/ 24h

Demandas aumentadas:

- Embarazo - Lactancia - Crecimiento - Viaje a la altura - Adolescencia

Vías de pérdida:

- Secreciones y excreciones - Descamación celular - Faneras

FACTORES HEMATINICOS: EL HIERRO

INGRESO: • Por la dieta: • Clases de hierro : • Hierro inorgánico: Sales minerales: Vegetales • Hierro orgánico o hem: Alimentos de origen animal • Absorción: • Alteraciones de la absorción por la presencia de o- tros alimentos

Interacción con otros componentes de la dieta - Inhibidores • fitatos: harinas, vegetales, salvado • oxalatos: té • tanino: té, café • fosfatos: yema, salvado • fibras • antiácidos

- Favorecedores

• vitamina C • tejido animal

Absorción duodenal de hierro depende de:

- Cantidad de hierro en los alimentos - Biodisponibilidad del hierro - Interacción con otros componentes de la dieta - Regulación de la absorción

Hierro de los G.R. Circulantes 1.5 - 3 g ERITROPOYESIS Incorporados a los G.R. 15-30 mg/día

ROFEOCITOSIS

HEMOLISIS Liberación de los G.R. Dest.: 15-30 mg/día

HIERRO SERICO 70-190 µg/100 ml (Sobre la transferrina)l PERDIDAS 1 mg/día (varones) 2 mg/día (mujeres)

APORTES ALIMENTICIOS 1 mg/día (varones) 2 mg/día (Mujeres) RESERVAS DIFUSAS Ferritina

Hemosiderina 0.6 - 1.2 g

PERDIDA ≅ 1 mg

ABSORCION ≅ 1 mg

TEJIDOS

20 mg

MEDULA OSEA

TRANSFERRINA Rofeocitosis

20 mg

20 mg

Org. Hemocat. Macrófagos 20 mg

HEMOGLOBINA CIRCULANTE 1.5-3 g

CICLO DIARIO DEL HIERRO

CAUSAS DE LA DEFICIENCIA DE HIERRO

1.- PERDIDA DE SANGRE: • UTERINA • GASTROINTESTINAL: Ulceras pépticas. Várices esofágicas, hernia hiatal, Ingestión de Aines, gastrectomía parcial, Ca de estómago , colon,ciego o recto. Hemorroides, diverticulosis, colitis • RARAS VECES: Hematuria, heomoglobinuria, hemosiderosis pulmonar 2.- DEMANDAS INCREMENTADAS: Premadurez, crecimiento, gestacion 3.- ABSORCION INTESTINAL DEFICIENTE: Gastrectomías, Enfermedad celiaca 4.- DIETA POBRE EN HIERRO

IMPORTANCIA DEL HIERRO • Para la síntesis de hemoglobina • Para la síntesis de mioglobina y enzimas • Para la síntesis de receptores dopaminérgicos D2 • Para la síntesis de enzimas para el catabolismo de GABA

Consecuencias de la deficiencia de hierro • Anemia microcítica e hipocrómica • Alteracciones en el aprendizaje y la conducta • Disminución de la capacidad laboral e intolerancia al ejercicio físico • Deficiencias en el sistema inmunitario

Slide MIC-1: Iron Deficiency (Hemoglobin <10 gm/dL): Note microcytosis, hypochromia, poikilocytosis.

Slide MIC-2: Iron Deficiency + Normal: Two populations- one microcytic-hypochromic, the other normocytic-normochromic.

VITAMINA B12 • Sólo sintetizada por microorganismos. Los animales y plantas superiores dependen de esta síntesis. • Alimentos ricos en vit. B 12: Carne, hígado, pescado, huevos y leche. • La dieta diaria (países occidentales): Aporta: 5 - 30 µg • Reservas normales: 2 - 5 mg • Requerimiento diario: 2 - 3 µg

VITAMINA B12 (Cianocobalamina) Funciones Bioquímicas • Sintetizada sólo por microorganismos • Presente en alimentos de animales (carne, leche). • Ausente en vegetales. • Pérdidas diarias son muy bajas; deplesión para producir problemas clínicos requiere 10-12 años. • Se requiere como co-enzima en dos procesos biológicos básicos: ✦Ciclo de homocisteina, que suplementa de metionina y tetrahidrofolato (síntesis de ADN). ✦Reacción isomerasa mitocondrial, relevante en síntesis de ácidos grasos.

ABSORCION DE B12 Eventos Intraluminales

Cbl ingerida

Proteina-R (haptocorrin) pH<2 Complejo R-Cblv

Disociación R-Cbl Degradación R Proteasas HCO3

Factor Intrínseco (FI)

JUGO PANCREATICO Complejo FI-Cbl Receptor FI-Cbl

ILEON

Circuito Entero-Hepático de Cbl y secreción biliar Cbl-R Absorción de Cbl

Factor intrínseco

DIETA; VIT. B12

(Glicoproteína)

PROTEINA R

ILEON TERMINAL

Receptores en las cél. Del ileon

ERITROBLASTO

CICLO DE LA VITAMINA B12

Cél. Parietales del estómago

TC I TC III TCII

Reserva hepática

SANGRE

EXCRECION URINARIA

ABSORCION DE B12 Eventos Intramucosos

Endosoma

Degradación del receptor?

Fusión?

Lisosoma Degradación del FI?

TCII

Vesícula Secretora

TCII-Cbl

VITAMINA B12 COENZIMAS PARA DOS REACCIONES IMPORTANTES: • METILACION DE LA HOMOCISTEINA A METIONINA POR EL METIL THF S-adenosil homocisteína

S-adenosill metionina Metil B12

Metionina

Homocisteina

Metil THF

THF

• Como adenosil B12 (ado-B12 ) en la conversión de metilmalonil Coa a succinil CoA Propionil CoA

Metilmalonil CoA

Ado B12

Succinil CoA

Suero: 5 ng / ml Reservas: 5-10 mg (Para 15 días - 3 meses) Requerimiento diario: 50-100 µg Timidilato Desoxiuridilato (5-metil uracilo) Desoxitimidilato

FH

FH2 FH2

FH4

Sil o- metileno FH4

ADN

5- metil FH4

FH2

ACIDO

Reductasa Hidrolasa

FOLICO Metilcobalamina

Homocisteína

Metionina sintetasa

Cobalamina

Metionina

EFECTOS DE LA DEFICIENCIA DE VIT. B12 O A.F. • ANEMIA MEGALOBLASTICA • MACROCITOSIS DE SUPERFICIES DE CELULAS EPITELIALES • NEUROPATIA (SOLAMENTE EN DEFICIENCIA DE B12 ) • ESTERILIDAD • RARAS VECES PIGMENTACION REVERSIBLE DE LA PIEL CON MELANINA HALLAZGOS DE LABORATORIO EN LA ANEMIA MEGOLOBLASTICA: • VCM > 95 Fl (120-140) • MACROCITOS DE FORMA OVAL • RETICULOCITOS BAJO EN RELACION A LA ANEMIA • RECUENTO DE LEUCOCITOS Y PLAQUETAS PUEDEN ESTAR MODERADAMENTE DISMINUIDAS • HIPERSEGMENTACION DE LOS NEUTROFILOS • MEDULA OSEA HIPERCELULAR • BILIRRUBINA INDIRECTA AUMENTADA • EL HIERRO SERICO Y LA FERRITINA: NORMAL O ELEVADAS

Slide MAC-3: Megaloblastic Anemia, Peripheral Blood Smear: Macroovalocytes.

Slide MAC-2: Megaloblastic Anemia, Peripheral Blood Smear: Another view from the same case showing macroovalocytosis, hypersegmentation, thro

SICKLE CELL

Slide H-13: Autoimmune Hemolytic Anemia(IgG): Polychromasia, spherocytosis, and a nucleated red cell.

Slide MAC-9: Anemia Secondary to Liver Disease: A view from a different patient showing prominent targeting.

Slide MP-12: Essential Thrombocythemia: High power view showing increased platelets, some of which are large.

Hora de despertarse…

¡Muchas Gracias!