ERITROCITO ESTRUCTURA Y FUNCIONES Bioq. GONZALO OJEDA CATEDRA HEMATOLOGIA CLINICA Fa.C.E.N.A UNNE 2011

Valores hematimétricos normales en niños GR (millones/mm3)

Hb (g%)

Hto (%)

Nacimiento y primeras semanas

5.6-6.0

18.5

58

2 semanas

4.8 4.0 3.6 3.4 3.8 4.9

10.5 11.6 12.513.0

30 35 36-40

4 semanas 6 semanas 8 semanas 12 semanas 6 meses a 5 años

Valores hematimétricos normales en adultos GR Varones Mujeres

Hb (g%)

4.5 – 5.5 13.5 – 17.0

Hto 40 – 48

4.0 – 4.8 11.5 – 37 – 44 14.0 Menopausia Los valores se van asemejando a los del varón Añosos Valores semejantes a los del varón sin diferencia por sexo



EL ERITROCITO TIENE LA MISION FUNDAMENTAL DE PROTEGER Y TRANSPORTAR LA HEMOGLOBINA PARA QUE ESTA PUEDA INTERVENIR EN LA FUNCION RESPIRATORIA

PROERITROBLASTO O PRONORMOBLASTO 



ERITROBLASTO BASÓFILO



ERITROBLASTO POLICROMATÓFILO



ERITROBLASTO ORTOCROMÁTICO



ISLOTE ERITROBLÁSTICO



RETICULOCITOS (ABC)

7 µm

2 µm

Volumen fL

Superficie µm²

90 90

140 97

MEMBRANA ERITROCITARIA LIPIDOS  PROTEINAS  HIDRATOS DE CARBONO 

LIPIDOS 40% DEL PESO SECO DE LA MEMBRANA  PLP Y COLESTEROL  AGL Y GLUCOLIPIDOS EN MUY BAJA PROPORCION 

Lípidos de la membrana eritrocitaria Fosfolípidos

4.2 µmol /10¹º hematíes

Fosfatidilcolina

(lecitina)

26-30%

Fosfatidiletanolamina

27-29%

Esfingomielina

25-27%

Fosfatidilserina

1-2%

Lisolecitina

2-3%

y otros

Colesterol

4.0 µmol /10¹º hematíes

AGL

0.1 µmol /10¹º hematíes

Glucolípidos

0.3 µmol /10¹º hematíes

PROTEINAS 52% DEL PESO SECO  INTEGRALES  PERIFERICAS 

PROTEINAS del CITOESQUELETO        

ESPECTRINA (BANDAS 1 Y 2) ANKIRINA (BANDAS 2.1-2.2-2.3 y 2.6) PROTEINAS 4.1-4.2 y 4.9 ACTINA (BANDA 5) TROPOMIOSINA TROPOMODULINA ADUCINA ESTOMATINA (BANDA 7.2)

PROTEINAS DE MEMBRANA

ANALISIS DENSITOMÉTRICO

Complejo de anclaje

Filamentos de sp

ESPECTRINA (sp) 

DIMEROS FIBRILARES FORMADOS CADA UNO DE ELLOS POR CADENAS : α y β

α sp gen SPTA 1 (crom 1) β sp gen SPTB (crom 14)

ESPECTRINA (sp) LA CLONACION DEL GEN β MARCO EL INICIO DEL ESTUDIO MOLECULAR DE LA MEMBRANA DEL ERITROCITO  UTILIDAD??  ..... CONOCER EL ORIGEN DE LAS MEMBRANOPATIAS ERITROCITARIAS 

ACTINA (45kDa) 

ACTINA (BANDA 5) CONTIENE ENTRE 12 Y 16 MONOMEROS, SE UNE A LA sp Y ESTABILIZA LAS UNIONES ENTRE LAS 2 SUBUNIDADES

PROTEINA 4,1 (SINAPSINA)   



2 fosfoproteinas 4.1a y 4.1b Proteína globular con 200000 copias/célula. Posee dominios de unión a glicoforina C, banda 3 y fosfoinositoles. Estabiliza las uniones sp-actina y sp-glicoforina

ANKIRINA (BANDA 2,1) MANTIENE LA INTEGRIDAD DE LA MEMBRANA ERITROCITARIA UNIENDOSE A LA BANDA 3 Y A LA CADENA β DE LA sp  UNE EL CITOESQUELETO A LA MEMBRANA LIPIDICA  SUS MUTACIONES CONDUCEN A ESFEROCITOCIS HEREDITARIA EN UN 40-60% 



GLUCOFORINAS Son cuatro glucoproteínas (A, B, C, D) ricas en ácido siálico. Poseen 3 dominios: citoplasmático, hidrofóbico y extracelular (muy glicosilado). La glicoforina C juega un papel primordial en la unión del esqueleto de la membrana a la bicapa lipídica por su interacción con la proteína 4.1.

Glucoforinas Banda

Tipo

Ag de grupo

Nomenclatura

Ubicación

PAS-1

A

MN

GPA

4q28-q31

PAS-2

B

Ss

GPB

2q-14-q21

PAS-3

C

Gerbich

GPC

4q28-q31

PAS-4

D

Componente D

GPD

4q21-q31

RESUMIENDO ….. Interacciones horizontales Las diferentes uniones y asociaciones entre proteínas dentro del plano del esqueleto de membrana, dan deformabilidad  Entre moléculas de sp para formar dímeros y oligómeros.  Entre sp, actina y proteína 4.1, estabilizada por aducina y tropomiosina. 

   

Interacciones verticales: Fijan el esqueleto de membrana a la bicapa lipídica. Entre sp y proteína banda 3, estabilizada por ankirina. Entre proteína 4.1 ,banda 3 y algunas glicoforinas



Complejo de unión del esqueleto de la membrana eritrocitaria.

TRANSPORTE TRANSMEMBRANA Canal aniónico

Cotransporte Bomba Na/K

Bomba de Ca

Difusion pasiva

Contratransporte

Banda 3 - Canal aniónico Existen aproximadamente 1.000.000 de copias por célula, formando dímeros y tetrámeros unidos no covalentemente. Presenta 3 dominios  Contiene oligosacáridos ramificados en la superficie externa, que expresan especificidades antigénicas de grupos sanguíneos. Tiene dos funciones bien establecidas:  Transporte de aniones (intercambio Cl- y HCO3-).  Unión física a la bicapa lipídica con el esqueleto de membrana (ankirina, proteína 4.1 y proteína 4.2) Sería el receptor para Plasmodioum falciparum 

Trasporte de agua ACUAFORINA: 85% DEL INTERCAMBIO OSMOTICO DE AGUA SU DEFICIT SE CONSIDERA CAUSA DE AH  Difusión facilitada siguiendo el gradiente de Na 

El receptor de EPO SENSOR RENAL Factor inducible por Hipoxia HIF_1

RIÑON

Genes inducibles por hipoxia ( Gen EPO )

EPO OXIGENACION

Jak/STAT

Ras/MAPK NUCLEO

ERITROCITOS

PROGENITOR ERITROIDE

El receptor de EPO

Pero …. qué funciones cumple la EPO? Hematopoyética Vasculogénica Antiapoptótica

OTRAS PROTEINAS Proteínas del factor Rh  Moléculas de MHC  Enzimas (AchE, G3PD, etc)  DAF y otras moléculas reguladoras 

Alteraciones de la membrana eritrocitaria Evaluables por:  Técnicas clásicas (Ham, autohemólisis, isopropanol, etc)  PFOE  Electroforesis en SDS-PAGE  Inmunoelectroforesis  Biología Molecular SI  Frotis de sangre periférica?

Frotis de sangre periférica Esferocitos

Eliptocitos

Acantocitos

Test de autohemólisis

0 -0,2%

0 -0,9%

TEST DE HAM

CURVA DE FOE

HEMOGLOBINA

HEMOGLOBINA TETRAMERO DE 68 kDa CON CUATRO GRUPOS HEM  EXISTEN 6 TIPOS DE CADENAS GLOBINICAS αβγξδ ζ 

VARIANTES ζ

ξ

α2

Gγ Aγ

Gower 1: ζ2/ξ2 Gower 2: α2/ ξ2 Portland: ζ2/ γ2 Hb Fetal: α2 /γ2 Hb A: α2/β2 Hb A2 : α2/ δ2

α1

δ

β

Crom 16

Crom 11

Cadenas tipo α 16 p 13.3 141 aa

Cadenas tipo No α 11 p 15.5 146 aa

SINTESIS DEL GRUPO HEMO

Cooperativismo alostérico 

LA MOLECULA SUFRE UN CAMBIO EN SU CONFORMACION ( ALOSTERIA ) EN EL SENTIDO DE LA EXPANSION CUANDO INCORPORA O2 Y DE CONTRACCION CUANDO LO LIBERA

FORMA T

FORMA R

METABOLISMO ERITROCITARIO El eritrocito presenta 4 vías metabólicas principales 1. Glucólisis anaeróbica 2. Vía de las pentosas fosfato – Glutatión 3. Metabolismo nucleotídico 4. Sistema diaforásico

Glucólisis anaeróbica

Vía de las pentosas fosfato G6PD

G6PD 1.

2.   

El déficit congénito de la G6PD es la enzimopatía más frecuente y conduce a una forma de anemia hemolítica En el laboratorio la podemos detectar mediante el test de Brewer Nitrito de Na Dextrosa Azul de metileno

Muestra: sangre entera con EDTA o heparina Incubar 3 horas a 37°C

Déficit total

Déficit parcial

Nitrito + Glc + sangre Normal + azul de metileno

Nitrito + Glc + sangre Deficiente de G6PD + Azul de metileno ( control +)

Tubo de prueba

METABOLISMO NUCLEOTIDICO VIAS QUE CONTRIBUYEN AL MANTENIMIENTO DEL POOL DE ATP  Se destacan Adenilatocinasa (AK), Adenosina deaminasa (ADA) y Pirimidina-5’-nucleotidasa (P5’N) 

VIA DE RESCATE DE PURINAS ATP

ATP-asa ADP AdenosinaQuinasa ADENOSIN A

ADA

APRT

AMP ADP ATP

P5’N

Uridina Citidina

H2O NH3

AK

Adenina

PPi

UMP CM PPi Pi PIMP

PRPP AM P ATP

Hipoxantina

Inosina Pi

PNP

RPPK

R-1P

R-1,5P2

R-5P

PRM

Shunt HMP

SISTEMA DIAFORASICO 

La enzima Diaforasa o metahemoglobinareductasa (citocromo b5 reductasa) contribuye a mantener el Fe en estado II

Meta Hb (III) GLUCOLISIS ANAEROBICA

GA3P

1,3DPG

NAD

NADH

Lactato

Piruvato

SISTEMA DIAFORASICO PRINCIPAL

Cit b5 NADH DIAFORASA

Hb (II) VIA DE LAS PENTOSAS

Azul de Metileno NADPH DIAFORASA

6PG

G6P

NADPH

NADP

Pentosa-PO4

6PG

SISTEMA DIAFORASICO SECUNDARIO

CAPACIDAD REDUCTORA NAD NADH

MetaHb R NADHdep

Vía principal Cit b5 Hb Cit b5 red Meta Hb

67%

Vías accesorias NADP NADPH NADP NADPH NADP NADPH

MetaHb R NADPHdep

GSH R GSH R

AM oxid AM red

Hb Meta Hb

5%

GSH GS-SG

dehidroasc ascórbico

Hb 16% MetaHb

GSH GS-SG

Hb MetaHb

12%

Resumiendo ….. 





El déficit de G6PD es la enzimopatía más frecuente y puede manifestarse como una forma de anemia hemolítica Las 4 vías metabólicas son de vital importancia para la supervivencia del eritrocito y trabajan de modo coordinado para mantener su integridad y la de la Hb Existen pruebas de laboratorio sencillas para evaluar anomalías eritrocitarias

Envejecimiento eritrocitario Por que se destruyen los eritrocitos?  Disminución de las actividades enzimática y glucólisis  Cambios en la hemoglobina ( > HbA2 y MHb)  Cambios en la membrana  Cambios en las propiedades físicas 

Catabolismo de la Hb

Catabolismo del HEM Hemo oxigenasa

Biliverdina reductasa

Hígado