SERIE ERITROIDESERIE ERITROIDE

ESTRUCTURA DEL ESTRUCTURA DEL ERITROCITOERITROCITO

FISIOLOGIA DE LOS ERITROCITOS

PRODUCCION DIARIA: 2 x 1011

SOBREVIDA : 120 días para lo que tienen que :

a) Mantener la integridad de su membrana

b) Mantener el contenido citoplasmático

DEFORMABILIDAD

Debido a tener un diámetro de 7 – 8 um y tener que atravesar capilares y sinusoides reticulo-endoteliales de 2-3 um. Para lograr esto debe mantener

Su deformabilidad que depende de:

*Forma bicáncava *Ambiente intracelular constante *Propiedades de su membrana

ESTRUCTURA DE LA BICAPA ERITROCITICA

ORGANIZACIÓN ESTRUCTURAL DE SU MEMBRANA

La membrana de los G.R. es una BICAPA LIPÍDICA que le da su continuidad y es responsable de su impermeabilidad a los solutos, además en ella residen las proteínas transmembrana.

COMPOSICION Proteínas: 52 %, lípidos: 40 % y C.H.: 8 %. 1. Lípidos de la membrana El mayor componente lipídico de la membrana es el colesterol no esterificado y los fosfolípidos , y pequeñas cantidades de a. grasos libres y glicolípidos. Los fosfolípidos se distribuyen asimétricamente en la membrana: los grupos fosfato cargados negativamente se orientan externamente y las cadenas de a. grasos alifáticos adentro. En la superficie de G.R. los grupos fosfato interactúan con el medio acuoso plasmático y junto con los residuos del a. siálico contribuyen a la carga negativa de los eritrocitos.El colesterol se inserta en la parte interna del centro hidrofóbico de la bicapa. Una proteína de membrana ( flipasa ) polariza los fosfolípidos y contribuye a la forma bicóncava.

2. Proteínas intrínsecas de la membrana

a) Banda 3: representa el canal de transporte aniónico a través del que se intercambia cloro y bicarbonato, en su dominio citoplasmático se une al Ankirin. b) Glicoforín C, sirve como sitio de unión al citoesqueleto

3. Proteínas del cito-esqueleto

a) Espectrín, proteína dimérica compuesta de cadenas α y β que se asocian en tetrámeros y olígomeros. La cadena β sirve para unir el espectrín al ankirín. b) Banda 5 ( F- actín ) que se une al espectrín, contribuye a estabilizar las uniones entre sus dos unidades, interacción reforzada por la banda 4.1 c) Banda 4.1, además tiene el rol es unir spectrin-actin del cito-esqueleto a la bicapa lipídica a través de glicoforín C y la Banda 3. También contribuye la 4.9 y la Tropomiosina, formando un complejo ternario: Complejo funcional d) Banda 2.1 ( Ankirin ) ancla el Spectrín a la bicapa vía banda 3.

METABOLISMO ENERGETICO DE LOS ERITROCITOS

1.Vía glicolítica aneróbica

a)Producción de ATP

*Catabolismo de la glucosa *Salvataje de nucleótidos *Activación de la bomba de Na, K, Ca *Fosforilar componentes de la membrana *Síntesis del glutation

b)Reducción del DPN ( NAD ) a DPNH

c) Síntesis del 2,3 DPG

2.Vía Hexosa monofosfato

Objeto: reducir el TPN ( NADP ) a TPNH, el cual funciona como sustrato para la reducción del GSSG y mantener el estado de oxi-reducción de la hemoglobina.

CONTENIDO DE LOS ERITROCITOS

ENZIMAS

Finalidad: mantener la Hb. en estado funcional

Clases

1. Enzimas que degradan las organelas. Vg. Pirimidina 5’ nucleotidasa

2. Enzimas que mantienen la integridad de los G.R.

a) Protegen contra los procesos oxidativos: catalasa, glutation peroxidasa, superóxido dismutasa.

b) Preservan la funcionalidad de la hemoglobina: metahemoglobina reductasa, glutation reductasa

c) Salvataje de nucleótidos: funcionan como coenzimas, tales como ATP

FUNCIONES DEL GLUTATION

1. Detoxicar los niveles de Peróxido de Hidrógeno que se forman espontáneamente o después de la administración de drogas

H2O 2 + GHS → H2 0 + GSSG (Glutation peroxidasa)

2. Mantener la integridad de los eritrocitos, reduciendo los grupos sulfidrilo de la Hb., proteínas de la membrana y enzimas, los cuales pueden llegar a oxidarse.

El glutation GHS ( reducido ) se convierte en GSSG ( oxigenado ) el que es regenerado por el DPNH y TPNH que sirven como donadores de H+ en la que intervienen la enzima glutation reductasa

REDUCCION DE LA METAHEMOGLOBINA

1. Reducción enzimática

Se necesita la Metahemoglobina reductasa. Se alcanza primeramente a través del DPNH en que intervienen dos enzimas ligadas al sistema: DPNH diaforasa I y DPNH diaforasa II; en menor porcentaje lo hace través del TPNH en el que interviene un transportador artificial de electrones como el azul de metileno.

2. Reducción no enzimática

Es responsable de solo un pequeña proporción de metahemoglobina . Interviene el glutation y el ácido ascórbico.

VIAS METABOLICAS ERITROCITOS

METABOLISMO ENERGETICO

Y

METABOLISMO ANTIOXIDANTE

HEMOGLOBINA: ESTRUCTURA

Es una proteína de 68Kd. formada por cuatro subunidades proteicas ( globina ) con un grupo hem en cada uno de ellos.

TIPOS DE CADENAS GLOBÍNICAS

Tipo alfa: contiene 141 aminoácidos con genes situados en el cromosoma 16. Son las cadenas zeta ( ζ ) y alfa ( α )

Tipo beta: contiene 146 aminoácidos con genes situados en el cromosoma 11. Son epsilon (ε ), beta ( β ), gamma ( γ ) delta ( δ ).

TIPOS DE HEMOGLOBINA

Embrión: Gower 1: ζ 2 ε2 Gower 2: α2 ε2

Feto : Hb Fetal: α2 γ 2 Portland: ζ 2 γ 2

Adulto : Hb A : α2 β2 Hb A2 : α2 δ 2

HEMOGLOBINA: ESTRUCTURA

En cada cadena los aminoácidos se disponen en siete hélices las cadenas alfa y en ocho las cadenas beta unidos por segmentos no helicoidales.

Las dos cadenas alfa y las dos cadenas beta dejan cada una de ellas una cavidad para alojar el grupo Hem. En el centro de la molécula las cuatro cadenas configuran la cavidad del 2,3 DPG. que realiza la función de transporte de oxígeno.

GRUPO HEM

La capacidad de la Hb. para enlazar oxígeno depende de la presencia de cuatro grupos prostéticos denominados Hem que confieren a la Hb. su color rojo característico.

Cada grupo Hem está situado en una cavidad cerca al exterior de la molécula que forma cada una de las sub-unidades polipeptídica la cual está constituida por enlaces hidrofóbicos y situadas equidistantes una de otras

HEMOGLOBINA: ESTRUCTURA

Todos los aminoácidos de esta cavidad son apolares, excepto la Histidina proximal que se une covalentemente al fierro del grupo hem, y la Histidina distal que queda próxima al Hem pero no se une a él.

El Hem consta de una estructura cíclica plana llamada Protoporfirina IX que está constituida por 4 anillos pirrólicos unidos por puentes metenos.

La posición central de este anillo está ocupado por el Fierro en estado reducido ( Fe++ )

El Fe tiene seis valencias de coordinación una de las cuales una se une directamente a la cadena globínica y la otra fija reversiblemente el O2 . Las otras cuatro valencias se unen al nitrógeno del tetrapirrol.

SINTESIS DE LAS PORFIRINAS

PROTOPORFIRINA IX

PASO DE LA PROTOPORFIRINA IX A HEM

HEMOGLOBINA: ESTRUCTURAESTADOS CONFORMACIONALES

1. Hemoglobina oxigenada: oxy-Hb, cuando incorpora el O2 y se dice que incrementa su afinidad por el oxígeno pero lo libera con dificultad a los tejidos. Favorecen la forma oxi-Hb el monóxido de carbono, la metahemoglobina.

2. Hemoglobina desoxigenada: desoxy-Hb cuando disminuye su afinidad por el oxígeno pero lo libera fácilmente a los tejidos. Favorecen la forma desoxy-Hb: el incremento de temperatura, el 2,3 DPG, el dióxido de carbono.

ESTADOS CONFORMACIONALES DE LA HEMOGLOBINA

HEMOGLOBINAHEMOGLOBINA

FISIOLOGIAFISIOLOGIA

FUNCIONES DE LA HEMOGLOBINA

1.-FUNCIÓN RESPIRATORIA

Transportando oxígeno desde los pulmones a los tejidos y participando en el transporte del CO2 en sentido inverso. El papel de la Hb como transportador de oxígeno depende de su capacidad para captar y liberar oxígeno en respuesta a los cambios de la presión parcial de oxígeno ( PO2 ). Cada molécula de Hb. puede unirse a un máximo de 4 moléculas de O2, uno por cada grupo Hem.

La unión Hem-oxígeno es reversible, de modo que cuando la concentración del O2 o la PO2 es elevada, el O2 se une a la Hb. hasta saturarla, y cuando la la PO2 disminuye se libera en los tejidos.

A cada PO2 le corresponde un grado de saturación de O2. La unión con el O2 sigue una cinética sigmoidea, esto significa que pequeños cambios de PO2 en la porción de declive de la curva inducen grandes cambios en saturación. Estos cambios conformacionales de la Hb. con O2 se grafican mediante la curva de disociación de la de la Oxi-Hb

HEMOGLOBINA: FUNCIONES

El transporte del oxígeno por la Hb depende: 1) Concentración de la hemoglobina 2) Modulación de de la afinidad por el O2, que descansa en:

a) 2,3 DPG

*Sitio de producción: shunt de Rappaport-Leubering *Concentración: 330 gr. / l *Mecanismo: Interacción molecular directa y a través del efecto Bohr *Regulación: velocidad de la glicólisis y el contenido enzimático del shunt R-L

b) pH: Directo: través del efecto Bohr que es inmediato. Indirecto: modulación del 2,3 DPG, tarda 12 – 36 horas.

2.- FUNCIÓN AMORTIGUADORA, interviene en la regulación del pH sanguíneo.

CURVA DE DISOCIACION DE LA HEMOGLOBINA

DESTRUCCION DE LOS ERITROCITOS

SITIOS DE DESTRUCCION

1. INTRAVASCULAR

La Hb. Libre en el plasma es captada por tres proteínas que impiden que filtre al riñón: *Haptoglobina ---- Hemoglobina-Haptoglobina *Hemopexina ----- Hemina-Hemopexina *Albumina --------- Metahemalbumina

El exceso de Hb. libre filtra en el glomérulo, y sigue los siguientes destinos: *Reabsorción por los túbulos renales donde se depositan como hemosiderina ---- hemosiderinuria *Si la hemólisis es rápida --- hemoglobinuria

EXTRAVASCULAR

Los eritrocitos son secuestrados en el RES. Pequeñas fracciones de Hb. libre escapan al plasma.

Destino de la Hb. en el RES:

globina

Hemoglobina biliverdina bilirrubina

fierro, CO

d-urobilinógeno bilirrubina

mesobilirrubinógeno diglucorinada

estercobilinógeno

DEGRADACION DEL HEM

REACCION 1

EXCISION DEL HEM POR LA HEM OXIGENASA

MITOCONDRIAL

REACCION 2

REDUCCION DE LA BILIVERDINA A BILIRRUBINA

CONJUGACION DE LA BILIRRUBINA