Eritrocitos en animales

La función de los eritrocitos es transportar oxígeno a los tejidos a presiones suficientes para permitir su rápida difusión. Esto se logra a través de los siguientes mecanismos: una molécula portadora, la hemoglobina (Hb); un vehículo (eritrocitos) capaz de llevar la Hb intacta al nivel celular; y un metabolismo encaminado a proteger tanto a los eritrocitos como a la Hb de los daños. La interferencia con la síntesis o liberación de Hb y la producción o supervivencia de los eritrocitos, o el metabolismo, producen enfermedades.

La Hb es una molécula compleja, constituida por cuatro unidades hemo unidas a cuatro globinas (2 alfa y 2 beta globinas). El hierro se añade en el último paso por la enzima ferroquelatasa. La interferencia con la producción normal de hemo o globina produce anemia. Las causas incluyen deficiencias de cobre o hierro e intoxicación por plomo. Hemoglobinopatías como las talasemias y la anemia falciforme, importantes enfermedades genéticas de las personas, no se han observado en otros animales. En estas enfermedades, la producción de globinas (alfa o beta, o ambas) no está equilibrada con la producción de hemo, y la Hb no es funcional. La única hemoglobinopatía conocida de los animales es la porfiria. Aunque se ha descrito en varias especies, es más importante como causa de fotosensibilidad en el ganado vacuno ( ver también Fotosensibilización).

La masa eritrocitaria y, por lo tanto, la capacidad de transportar oxígeno, se mantiene constante en el tiempo en animales sanos. Los eritrocitos maduros tienen una vida útil finita; su producción y destrucción deben estar cuidadosamente equilibradas, o sobreviene la enfermedad.

La eritropoyesis está regulada por la eritropoyetina, que aumenta en presencia de hipoxia y regula la producción de eritrocitos. En la mayoría de las especies, el riñón es tanto el órgano sensor como el principal lugar de producción de eritropoyetina, por lo que la insuficiencia renal crónica está asociada con la anemia. La eritropoyetina actúa sobre la médula ósea junto con otros mediadores humorales para aumentar el número de células precursoras que entran en la producción de eritrocitos, para acortar el tiempo de maduración y para provocar la liberación temprana de los reticulocitos. Otros factores que afectan a la eritropoyesis son el aporte de nutrientes (p. ej., hierro, folatos o vitamina B₁₂) y las interacciones celulares entre los precursores eritroides, las células linfoides y otros componentes del microambiente hematopoyético. Los factores que pueden suprimir la eritropoyesis son las enfermedades crónicas debilitantes y los trastornos endocrinos (como el hipotiroidismo o el hiperestrogenismo).

Existen dos mecanismos para la eliminación de eritrocitos senescentes; ambos conservan los constituyentes principales de la célula para su reutilización. La eliminación de los eritrocitos envejecidos suele producirse mediante fagocitosis por los macrófagos fijos del bazo. Cuando envejecen, los eritrocitos pueden cambiar antigénicamente, adquiriendo antígenos senescentes y perdiendo su flexibilidad debido a la producción defectuosa de ATP. Ambos cambios incrementan el riesgo de que la célula quede atrapada en el bazo y sea eliminada por los macrófagos. Después de la fagocitosis y de la ulterior disrupción de la membrana de la célula, la Hb es transformada en hemo y globina. El hierro es liberado desde el grupo hemo y se almacena en el macrófago en forma de ferritina o hemosiderina, o se libera a la circulación para ser transportado de nuevo a la médula ósea. El hemo restante se convierte en bilirrubina, que es liberada por los macrófagos a la circulación sistémica, donde forma complejos con la albúmina para su transporte a los hepatocitos; allí se conjuga y se excreta en la bilis. En las anemias hemolíticas extravasculares, los eritrocitos tienen una supervivencia acortada, y se produce el mismo mecanismo a un ritmo acelerado.

Aproximadamente el 1 % de los eritrocitos con un envejecimiento normal son hemolizados en la circulación, y la Hb libre se libera. Esta se transforma rápidamente en dímeros de Hb que se ligan a la haptoglobina y son transportados al hígado, donde se metabolizan de la misma manera como productos de los eritrocitos eliminados por fagocitosis. En la anemia hemolítica intravascular se destruyen en la circulación más eritrocitos de los que se pueden ligar a la haptoglobina (hemoglobinemia). El exceso de Hb y, por tanto, de hierro, se excreta por la orina (hemoglobinuria).

La principal vía metabólica del eritrocito es la glucólisis, y la principal fuente de energía en la mayoría de las especies es la glucosa. La glucosa entra en el eritrocito por un mecanismo independiente de la insulina, y la mayor parte se metaboliza para producir ATP y dinucleótido de nicotinamida y adenina reducido (NADH). La energía del ATP se utiliza para mantener las bombas de la membrana eritrocitaria y así preservar su forma y flexibilidad. El potencial reductor del NADH se utiliza a través de la vía de la metahemoglobina reductasa para mantener el hierro y la Hb en su forma reducida (Fe²⁺).

Hematopoyesis normal

Hematopoyesis normal. Cortesía de Teton NewMedia.

La glucosa no utilizada en la glucólisis se metaboliza por una segunda vía, la ruta de las hexosas monofosfato (HMP). No se produce energía a través de la derivación HMP; su principal efecto es mantener el potencial reductor en forma de fosfato de dinucleótido de nicotinamida y adenina (NADPH). El NADPH, conjuntamente con el sistema de la glutatión reductasa/peroxidasa, mantiene los grupos sulfhidrilos de la globina en su estado reducido.

Algunos trastornos son el resultado directo del metabolismo anómalo de los eritrocitos y de la interferencia con la glucólisis. La deficiencia hereditaria de piruvatocinasa, una enzima glucolítica clave, causa deficiencia de ATP, que da lugar a una vida útil reducida de los eritrocitos y a una anemia hemolítica. Un estrés oxidativo excesivo puede sobrecargar la derivación protectora de las HMP o las vías de la metahemoglobina reductasa y causar hemólisis de cuerpos de Heinz o formación de metahemoglobina, respectivamente. La anemia hemolítica causada por un fármaco, como el paracetamol en gatos, es un ejemplo de este mecanismo. ( See also page Anemia.)

Una masa eritrocitaria disminuida (anemia) puede estar causada por pérdida de sangre, por hemólisis o por una producción disminuida. En la anemia por pérdida intensa de sangre, los eritrocitos se pierden, pero la mortalidad se relaciona normalmente con la pérdida de volumen circulante más que con la pérdida de eritrocitos. El hierro es el factor limitante en la pérdida crónica de sangre. La hemólisis puede estar causada por tóxicos, agentes infecciosos, alteraciones congénitas o anticuerpos dirigidos frente a los antígenos de la membrana eritrocitaria. La producción disminuida de eritrocitos puede ser el resultado de enfermedades primarias de la médula ósea (p. ej., anemia aplásica, neoplasia hematopoyética o mielofibrosis) o de otras causas, como insuficiencia renal, fármacos, tóxicos o anticuerpos dirigidos frente a los precursores eritrocitarios. La malignidad de los eritrocitos o sus precursores puede presentarse de forma aguda (p. ej., eritroleucemia) o crónica (p. ej., policitemia vera). Los animales con eritroleucemia están anémicos a pesar de tener una médula ósea llena de rubriblastos, mientras que aquellos con policitemia vera tienen eritrocitosis.