Hola En este vídeo vamos a ver el tema propiedades bioquímicas del glóbulo rojo en el marco del curso de hematología e inmunología para comenzar a modo de introducción vamos a empezar hablando de algunos aspectos generales la sangre puede considerarse como un tejido líquido que consiste de agua proteínas y células especializadas el tipo más abundante si el tipo celular más abundante de la sangre es justamente glóbulo rojo que también llamamos eritrocito en un individuo sano hay aproximadamente 5 millones de glóbulos rojos por microlitro de sangre de este modo estas células ocupan aproximadamente un 40% del volumen total de la sangre se valor porcentual que conocemos como hematocrito las principales funciones que tienen estas células los glóbulos rojos son en realidad relativamente simples ya que se especializan en el transporte de gases especialmente el oxígeno desde los capilares pulmonares hacia los distintos tejidos pero también contribuyen en el transporte de dióxido de carbono desde los tejidos periféricos hacia los pulmones para su excreción aparte de el transporte de gases también los glóbulos rojos desempeñan la función importante en La regulación del PH de plasma ya que contribuyen a la eliminación de los protones que genera la actividad metabólica del organismo y también debido a que la hemoglobina contenida en los eritrocitos tiene una capacidad amortiguadora de el pH muy importante a nivel plasmático debido a que las funciones son relativamente simple estas células tienen una estructura que es mucho más simple que la que tiene la mayoría de las células del organismo en esencia son células que están compuestas de una membrana que rodea un citoplasma que básicamente es una solución de hemoglobina si un 95% de la proteína intracelular del eritrocito es justamente hemoglobina ahora si bien Esto puede generar La falsa sensación de que el glóbulo rojo es una especie de bolsa inerte de hemoglobina en realidad es una célula que es muy activa desde el punto de vista metabólico es verdad que ese metabolismo que posee es relativamente limitado pero aún así es suficientemente complejo y amerita que se haga el estudio del mismo entonces y el lapso de vida normal que tiene un eritrocito en la circulación es de unos 120 días esto significa que poco menos del 1% de la población de eritrocitos va a ser reemplazada cada día esto representa un número de unos 200 mil millones de células que van a ser reemplazadas a diario ahora para que esto ocurra este reemplazo tenga lugar los eritrocitos así como las demás células que constituyen la sangre son constantemente producidos a nivel de la médula ósea todos los linajes celulares descienden de las células madresmatopoyéticas y los linajes celulares de las células que forman parte de la sangre que estas células madrematopoyéticas son de una población de células multipotentes que se renuevan a lo largo de la vida del individuo y que representan en realidad una población menor de las células que constituyen la médula ósea en presencia de las señales apropiadas estas células madre de la médula ósea van a proliferar diferenciarse y madurar hacia alguno de los tipos celulares que forman la sangre la producción de glóbulos rojos está regulada por la demanda de transporte de oxígeno a los tejidos en respuesta a una oxigenación celular disminuida los riñones van a liberar la hormona eritropoyetina que vemos aquí su estructura primaria esta eritropoyetina Va a estimular la multiplicación y la maduración de los progenitores eritroides a nivel de la médula la progresión a lo largo de la vía eritroide a partir de la célula madre comienza cuando esta célula madre comienza a diferenciarse hacia el progenitor mieloide mixto este que aparece aquí como cfum luego va a pasar por distintos progenitores eritroides por ejemplo acá el bfue cfuv hasta llegar a formarse el primer precursor reconocible de los glóbulos rojos que es el normoblasto los normoblastos van a experimentar luego cuatro ciclos de división celular en los cuales el núcleo se va a volver cada vez más chico y condensado hasta que luego de la última división va a ser extruido el núcleo en ese estado luego de que ocurren esas divisiones el precursor se va a llamar como reticulocito y aún va a contener a pesar de tener núcleo ribosomas y ARN mensajero por lo que puede seguir durante un cierto tiempo sintetizando hemoglobina los reticulocitos van a ser liberados de la médula ósea van a circular durante uno o dos días y finalmente van a madurar preferentemente a nivel del vaso donde pierden los ribosomas el ARN de mensajero y finalmente se convierten en eritrocitos maduros un hecho importante tener en cuenta es que la eritropoyesis exige una alta demanda de nutrientes esenciales específicos no sólo debido al costo asociado a la multiplicación celular constante y significativa sino también debido a la necesidad que tienen estos precursores altísimas cantidades de hemoglobina Así es necesario que exista también un aporte de vitamina B12 ácido fólico para participar en la síntesis de ácidos nucleicos durante la división celular y particularmente de hierro el cual es necesario para que ocurra la síntesis de hemoglobina entonces aparte de que tienen que haber señales en la médula tiene que existir una disponibilidad de los nutrientes necesarios para que ocurra esa multiplicación celular por este motivo el déficit nutricional de cualquiera de estos componentes que acabo de mencionar puede ocasionar alteraciones en la antropoyesis en la eritropoyesis Y eso puede ser una causa de anemia ahora esta elevada tasa de reemplazo diario que hay de glóbulos rojos está determinada en realidad por la velocidad a la cual estas células son removidas de la circulación en ese sentido el vaso es el principal órgano responsable de determinar la viabilidad de los glóbulos rojos y de mediar su remoción y destrucción los eritrocitos pasan a través del vaso unas 120 veces por día entonces qué sucede que para poder atravesar los pasajes elípticos de los inosaides esplénicos que poseen un diámetro aproximado de tres micrómetros sí que es menor al tamaño de la célula para poder atravesar los glóbulos rojos deben ser altamente deformables sí Entonces los eritrocitos normales logran atravesar estos pasajes en aproximadamente unos 30 segundos pero aquellos eritrocitos que están dañados o envejecidos poseen una limitada capacidad para deformarse Y entonces resultan atrapados en estos pasajes del vaso Y eso deriva a que sean reconocidos y removidos por macrófagos residentes en el tejido que los fagocitan y van a mediar la degradación de el glóbulo rojo y sus componentes sí Entonces eso es lo que decía aquí que cuando están envejecidos dañados les tienen dificultades para deformarse no logran atravesar y son removidos por macrófagos del vaso Bueno vamos a comenzar ahora hablando de lo que es la estructura del glóbulo rojo para empezar vamos a hablar de la forma que tienen Estos tipos celulares sí los glóbulos rojos son células que tienen forma y composición muy particular y esta forma se relaciona directamente con las funciones que cumple por esto es que constituyen una de las células estructuralmente más características y únicas del organismo cuando las células del glóbulo rojo son observadas al microscopio óptico Tiene una apariencia de un disco rojo con un área central pálida lo que lo que hace es esto este aspecto que tiene es un reflejo de la forma que tienen que es de disco Vico cóncavo el diámetro mayor que tiene este disco tiene un largo de aproximadamente unos 7.5 micrómetros lo que hace que estas sean unas de las células más pequeñas del cuerpo la forma de esta particular de disco vi cóncavo tiene una razón de ser importante y es básicamente la de incrementar la relación superficie y volumen de la célula para poder así facilitar el intercambio gaseoso a través de la membrana plasmática de la célula no lo cual justamente se relaciona directamente con la principal función de estas células el intercambio de gases entonces siendo así esta forma el eritrocito posee un área superficial de unos 150 140 micrómetros cuadrados lo cual es mayor que la superficie que tendría una esfera necesaria para encerrar el contenido de la célula que sería de aproximadamente 98 micrómetros cuadrados como vamos a ver a continuación la presencia de esta superficie de membrana adicional junto con el exquisito esqueleto que la a esta membrana le permiten al glóbulo rojo estirarse y deformarse en respuesta al estrés mecánico que experimenta al atravesar los lechos capilares más estrechos de la basculatura que poseen diámetros internos aún más pequeños que el de glóbulo rojo sí acá vemos por ejemplo en esta fotografía una serie de glóbulos rojos justamente experimentando esa deformación Al momento de atravesar capilares con un diámetro más estrecho de el propio diámetro de la célula Otro aspecto que caracteriza a los glóbulos rojos es su carencia de organelos intracelulares ya lo mencionamos anteriormente que durante la generación de estas células van perdiendo los organelos pierden el núcleo y al final luego en los últimos pasos de su maduración pierden los ribosomas y el ARN Mensajero de este modo los eritrocitos ya maduros no pueden sintetizar nuevas proteínas o lípidos Aunque lo que sí pueden hacer es intercambiar lípidos de membrana libremente con las lipoproteínas circulantes entonces dado que estas células tienen una carencia de organelos intracelulares su actividad metabólica va a estar limitada a ciertos procesos que son mediados por enzimas citosólicas Bueno vamos a empezar hablando de la membrana del eritrocito si la membrana del eritrocito humano ha sido ampliamente estudiado a lo largo de los años principalmente debido a que estas células se obtienen muy fácilmente y en grandes cantidades a partir de muestras de sangre como toda célula la membrana plasmática está compuesta de una bicapa lipídica que contiene proteínas en bebidas en el caso del eritrocito tiene aproximadamente esta membrana un 50% de proteína y un 50% de lípidos como pasa además en general la bicapa tiene una composición asimétrica en lo que respecta a lípidos predominando en la monocapa citosólica fosfolípidos que contienen grupos amino por ejemplo fosfatidil etanolamina y fosfatiglicerina y en la monocapa exterior predominan fosfolípidos que contienen colina como la fosfatilcolina o la esfincomialina alrededor de un 5 a un 10% de Estos fosfolípidos son glucofijolípidos es decir tienen motivos glucémicos conectados en sus cabezas polares que quedan expuestos hacia el exterior de la célula no Y de esa forma van a aportar el contenido glucémico característico de la superficie del eritrocito a lo que también al leer se ve aportado por los carbohidratos a los cuales están Unidos a proteínas pero en particular partes de los lípidos que contienen carbohidratos aportan por ejemplo a la superficie del eritrocito los grupos sanguíneos abo Qué sucede con la con la membrana la parte proteica así como pasa en todas las células las membranas de la eritrocitos van a tener proteínas tanto integrales como periféricas hay más o menos unas 10 proteínas mayoritarias en la membrana del eritrocito y más de 100 especies minoritarias tradicionalmente las proteínas de la membrana del eritrocito fueron nombradas en función de la migración que presentan en una electroforesis sds page Como se muestra acá que resuelve las proteínas en distintas bandas Y esa forma de resolverse ha dado lugar a muchos de los nombres que tienen no se le ha tomado como convención que la banda correspondiente a la proteína de migración más lento la que tiene mayor peso molecular se le dijo Bueno Esta es la banda 1 y así sucesivamente por eso encontramos que muchas de las proteínas del eritrocito de las que están relacionadas a la membrana tienen esta nomenclatura un tanto particular bien las principales proteínas integrales es decir las que están incrustadas de la membrana de eritrocitos son la Banda 3 que constituye un intercambiador de aniones bicarbonato y cloruro y también distintas glucoforinas como son la glucoforina a la b y la c tanto la Banda 3 como las glucoforinas son proteínas transmembranas que están altamente glicosiladas a nivel de los dominios extracelulares Sí y tienen sus dominios intracelulares cumplen también una función de anclaje son sitios de anclaje para distintas proteínas como vamos a describir más adelante por su parte las proteínas periféricas de la membrana son aquellas que se encuentran fijas a la membrana desde el lado interno mediante interacciones débiles principalmente son proteínas del citoesqueleto del eritrocito que vamos a ver más adelante desempeñan funciones muy importantes respecto a la determinación de de la forma y a la flexibilidad particular que tienen estas células Bueno vamos entonces a comenzar a describir un poco el citoesqueleto particular que tiene el eritrocito sí Entonces el lado citoplasmático de la membrana plasmática del eritrocito está como se ve en esta imagen tapizado por un entramado bidimensional de proteínas que justamente forma el citoesqueleto característico de estas células que les da además de su forma particular su flexibilidad las principales proteínas que componen este citoesqueleto son la espectrina la actina la proteína 4.1 o banda 4.2 o 4.1 la proteína 4.2 la Angelina la tropomodulina y La tropa miosina dentro de ellas la expectina es la más abundante es el principal componente del citoesqueleto se trata la espectrina de una proteína fibrilar compuesta de dos polipéptidos una cadena Alfa y una cadena Beta estas cadenas miden aproximadamente unos 100 nanómetros de longitud presentan una alineación anti paralela y se encuentran laxamente entrelazadas entre sí formando un dímero como vemos acá entrelazadas y forman el dinero ahora este dinero además se asocia con otro dímero genera una auto asociación a nivel de las cabezas y forman las siete triángulos de espectrinas que son estos unidades que tenemos acá tenemos un dímero aquí y otro dímero Aquí está en un auto asociado dos dímeros de spectrulina formando un tetramelo bien Entonces qué pasa así se generan estos tetramelos de espectrina que a nivel de los extremos Opuestos es decir aquellos extremos del dímero que no están autos asociados los extremos Opuestos lo que hacen es interacción interactuar con otras proteínas en particular se unen a Pequeños filamentos de actina estos que vemos aquí y también se unen a la proteína 4.1 además estas interacciones se ven reforzadas por otras proteínas que se juntan en estos sitios como son la antropomiosina la aducina y la proteína 4.9 y van a estar formando así un conjunto de proteínas que se le conoce muchas veces como un complejo de Unión o un nudo proteico que sería una unidad repetitiva que aparece en el citoesqueleto de las células de este modo Lo que sucede es que estas moléculas de espectrina van a través de estos extremos no auto asociados van uniéndose pueden unirse hasta más o menos 6 a cada filamento de actina sí de estos estos extremos de las pectina más o menos 6 extremos de espectrina pueden unirse a Cada molécula datina y lo que hace esto es formar una red irregular revistiendo la cara interna de la membrana que tiene una estructura aproximadamente hexagonal como se ve ahí en la imagen bien este citoesqueleto de espectrina que acabamos de describir se conecta a la membrana plasmática del eritrocito a partir o a través de dos formas Sí más o menos acá se se puede ir anticipando un poco pero vamos a describirlas mejor la principal forma a través de la cual el citoesqueleto se ancla a la membrana ocurre a través de la asociación entre la beta espectrina y la Angelina si la subunidad de la del polipéptido Beta de la espectrina interaccionando con la inquilina la cual a su vez interacciona con la porción citosólica de la proteína integral de membrana Banda 3 si lo podemos ver aquí o aquí también espectrina interaccionando con Angelina la cual a su vez interacciona con la Banda 3 que es una proteína integral de membrana esta Unión además es estabilizada por la proteína 4.2 Entonces esto genera puntos de anclaje del citoesqueleto de espectrina a la membrana plasmática esa sería la principal Unión pero también los nudos de interacción entre dímeros de espectrina estos que estábamos viendo aquí con los filamentos de actina y la proteína 4.1 representan un segundo punto de Unión del citoesqueleto a la membrana ya que esos nudos interaccionan con El dominio citosólico de la proteína integral glicoforina c vemos acá por ejemplo esta este segundo sitio de interacción donde tenemos la espectrina que interaccionaba con la tina la proteína 4.1 la 4.9 estabilizando y vemos como Aquí estos nudos proteicos se anclan a la membrana plasmática a través de la interacción con El dominio citosólico de la glicoforino la glicoforina c la mayor relevancia que tiene esta unión para la determinación de la forma y la flexibilidad del citoesqueleto queda evidente cuando este se considera el hecho de que alteraciones que ocurren a nivel de estas interacciones las interacciones que forman estas uniones alteraciones que pueden ser por ejemplo mutaciones a nivel del ADN ese tipo de alteraciones pueden desestabilizar a la unión y general que la membrana del eritrocito experimente un proceso de vesiculación formando esferositos es decir glóbulos rojos con forma esférica por el contrario no se han reportado hasta el momento mutaciones que desestabilicen la unión de citocleta a la bicapa a nivel de estas uniones Sí entonces no solo eso o sea más allá de que vemos como concepto bueno esta Unión es más relevante Parece ser la principal determinante de la estructura contribuir más a la formación de la forma particular de trocito Pero bueno Más allá de de lo que es conceptualmente una gran evidencia de eso es el hecho de que las fallas que ocurren a este nivel generan consecuencias no se han reportado fallas en esto hasta ahora al menos bien Ahora este citoesqueleto particular que tiene el eritrocito no además de ser un factor que se relacione directamente con la forma característica como acabamos de decir también desempeña un rol activo en los procesos de deformación y recuperación de la forma del eritrocito cuando es sometido a estrés mecánico Cuál es el estrés mecánico el cual están sometidos los eritrocitos y bueno el tener que atravesar capilares que son más estrechos que su volumen como podemos ver en estas imágenes representativas de algunas este estudios que se hicieron donde vemos una célula que se aproximaba a tener que pasar por sitios por espacios más estrechos no Entonces en ese proceso el citoesqueleto particular del eritrocito es muy importante entonces frente a los estímulos que se dan cuando el eritrocito entra en contacto estrecho con la pared del capilar la red de espectrina se rearrela de este modo algunas moléculas de espectrina lo que hacen es desenrollarse y extenderse Mientras que otras se comprimen y esto genera un cambio en la forma de la célula que le va a permitir atravesar Estos espacios que son que tienen un menor diámetro que la propia célula estos procesos de realo del citoesqueleto que ocurren durante las formas de formación de la célula y luego para la recuperación de esta forma que tenía anteriormente son procesos que utilizan ATP acá estas imágenes más o menos representan un poco la forma que va adquiriendo el eritrocito mientras va atravesando Estos espacios y bueno esa forma que le permiten adaptar su tamaño para pasar por esos espacios más estrechos con los cuales tiene que lidiar en la circulación bien Ahora el tema Es que además de depender de la dinámica del citoesqueleto la deformación de los glóbulos rojos requiere de el control del volumen celular lo cual a su vez depende del manejo de iones y agua por parte de la célula la mayoría de los sistemas de transporte iónico del glóbulo rojo algunos de ellos están acá representados en este esquema dependen básicamente de dos sistemas de transporte activo en primer lugar la bomba de sodio potasio si la sodio potasio atpeaza que se encarga de mantener los gradientes transmembrana de sodio que tiene una baja concentración intracelular y alta extracelular y el gradiente de potasio que por el contrario tiene una elevada concentración intracelular y una baja concentración extracelular el otro sistema de transporte activo que se encarga de mantener el equilibrio iónico a través de la membrana es la atpeaza de calcio la bomba de calcio que justamente lo que hace es mantener niveles intracelulares de calcio muy bajos el funcionamiento de estos sistemas le demanda a la célula una cantidad significativa de ATP pero el bombeo de los iones en contra de sus gradientes es esencial para lograr un balance adecuado que le permita a las células mantener su volumen Por ejemplo si la actividad de la atpsa de sodio potasio se viera inhibida el sodio podría ingresar a la célula a favor de su gradiente electroquímico no haciendo uso de canales de presentes en la membrana y eso seguiría acompañado de un ingreso de agua a la célula y un consiguiente aumento del volumen celular justamente una disminución en la síntesis de ATP puede afectar la funcionalidad de estos sistemas de transporte iónico y provocar cambios en el volumen de la eritrocito lo que puede determinar alteraciones a nivel de su estabilidad actualmente se ha postulado un modelo que permite explicar los mecanismos que están Implicados En el proceso de deformación del glóbulo rojo durante su pasaje por los vasos estrechos En qué consiste Este modelo que se ha postulado Bueno Este modelo lo interesante que tiene es que Integra tanto los procesos de re arreglo del citoesqueleto que describimos antes junto con los cambios del volumen celular que son necesarios para poder atravesar esos espacios mediante la deformación de la célula siendo el factor desencadenante de todos estos cambios el ingreso de calcio a las células Cómo ocurriría ese ingreso de calcio a las células bueno cuando los glóbulos rojos están pasando a través de un espacio de menor diámetro que el suyo si el estímulo mecánico que le significa el contacto con la pared del vaso va a ocasionar la apertura de canales de calcio no canales específicos del eritrocito que son sensibles justamente al estímulo mecánico posiblemente estos canales sean los que aparecen mencionados como piezo 1 Pero eso todavía falta por confirmarse ahora cuando se abren estos canales lo que sucede justamente es que el calcio va a ingresar a favor de su gradiente hacia el citosol del glóbulo rojo y una vez que el calcio ingresa hacia la célula va a aumentar su concentración Y eso va a desencadenar una serie de eventos que van a llevar a la deformación del eritrocito para permitirle justamente atravesar los espacios estrechos Cuáles son esos eventos intracelulares que van a activarse cuando el calcio ingresa bueno en primer lugar va a ocurrir la apertura de canales de potasio de la membrana del eritrocito sensibles a calcio estos que aquí aparecen como canales dardos eso serían justamente canales de potasio sensibles a calcio la apertura de estos canales lo que va a traer como consecuencia es primero que el calcio salga eso también que el calcio salga que el potasio abandone la célula a través de esos canales algo que va a ir acompañado de una salida de cloruro y también de agua lo que va a causar la deshidratación de la célula y la disminución del volumen celular Entonces por un lado el estímulo mecánico llevaría a través de la apertura de estos canales de calcio a que ocurra la pérdida de volumen celular por la salida de potasio y luego lo otro que genera el aumento de calcio es que va a unirse calcio a la calmodulina formándose el complejo calcio calmodulina que parece representado aquí este complejo principalmente a través de su interacción con la proteína 4.1 y con la aducina va a ocasionar en última instancia una disminución entre la interacción entre la red de espectrina y las proteínas integrales que la anclan a la membrana es decir la Banda 3 y glicoforina C lo que va a aumentar la flexibilidad de glóbulo rojo entonces en conjunto la disminución del volumen y el aumento de la flexibilidad van a permitir la deformación apropiada del eritrocito para atravesar los espacios más estrechos que la propia célula sí fíjense que acá se representa el tetramelo de espectrina de forma diferente cuando las células está deformando A como está en los Estados anteriores y posteriores ahora luego de que la célula atraviesa y de que es ese espacio que se pierde el estímulo mecánico los canales de calcio que se abrieron inicialmente vuelven a cerrarse Y entonces la actividad de las bombas de calcio y la bomba de sodio potasio van a restablecer las concentraciones normales de estos iones y el eritrocito va a recuperar su volumen original además al volver a disminuir la concentración del calcio intracelular se va a inactivar el complejo calcio calmodulina lo que va a llevar al restablecimiento de las interacciones y la estructura habitual de citoesqueletoespectina está entonces como queda evidente acá el mecanismo este de manejo de la flexibilidad celular a través del citoesqueleto y el cambio de volumen permite a los glóbulos rojos sanos de formarse miles de veces por día al atravesar estos vasos muy estrechos sin que sufran daños bien como acabamos de explicar la integridad del citoesqueleto de espectrina del glóbulo rojo es esencial no solo en la determinación de la forma de la célula sino también en su capacidad de deformarse algo que resulta crítico para que esta célula pueda cumplir de manera apropiada con su función Por ese motivo los defectos a nivel del ADN que afectan la cantidad o la estructura de la espectrina o de otras proteínas del citoesqueleto como son la ampirina la Banda 3 o la proteína 4.1 pueden comprometer esta capacidad de glóbulo rojo lo que les va a ocasionar que sean más frágiles y más susceptibles a la lisis tanto por estrés mecánico como por estrés osmótico o por parte de los macrófagos del vaso cuando estas células quedan atrapadas en el vaso durante su pasaje por los sinusoides esplénicos y esto puede ocasionar una anemia hemolítica El ejemplo más característico de esto es la esferotosis hereditaria es un ejemplo de patología cuya causa radica en este tipo de alteraciones se trata de una enfermedad genética de transmisión autosómica dominante causada principalmente por mutaciones a nivel de la inquilina aproximadamente el 50% de los casos aunque también hay aproximadamente un 25% de los casos causados por mutaciones a nivel de la espectrina y se caracteriza esta patología por la presencia de eritrocitos esféricos que se conocen como esferositos en la sangre periférica y también se caracteriza por anemia hemolítica y esplenomegalia estos esferositos dado que no son tan deformables como los eritrocitos normales van a estar más sujetos a ser distribuidos por el vaso pierden esa capacidad para deformarse correctamente y atravesar Estos espacios del vaso donde si no logran atravesarlos correctamente son susceptibles a ser reconocidos y removidos de la circulación entonces que van a estar van a tener una vida mucho más corta en la circulación dado que tienden a ser retenidos y removidos de la circulación a nivel del vaso aparte debido a que la forma de estas células es esférica tienen una baja proporción entre la superficie y el volumen En comparación con un eritrocito normal y eso hace que sea más susceptibles a la lisis osmótica que los eritrocitos normales dado que tienen poco volumen extra potencial para adaptar agua adicional cuando esas células estén pasando por sitios donde haya una y concentración más baja de solutos es decir que tengan una osmolaridad menor a la de el interior celular Bueno ahora vamos a pasar a hablar acerca del metabolismo de la glucosa del glóbulo rojo bien vamos ahora a ver un panorama general del metabolismo de la glucosa en el eritrocito antes de empezar a ver cada uno por separado como se dijo antes los eritrocitos maduros no contienen organelos intracelulares por lo que las enzimas metabólicas que poseen están limitadas aquellas que se encuentran en el citoplasma entonces la maduración de los eritrocitos conlleva la desaparición de la mayoría de las vías metabólicas presentes en otras células de modo que el eritrocito maduro es incapaz de sintetizar lípidos o proteínas y de obtener energía a través del ciclo de krebs y la fosforilación oxidativa por lo tanto los glóbulos rojos solo pueden generar el ATP necesario a través de la Glucólisis lo cual da como rendimiento únicamente dos moléculas de ATP por molécula de glucosa oxidada Entonces los glóbulos rojos están continuamente captando glucosa del plasma el cual la cual ingresa hacia el interior por difusión facilitada a través del transportador Bluetooth 1 el ATP que obtienen las células a partir de la Glucólisis lo utilizan principalmente para el transporte de solutos a través de la membrana plasmática como fue mostrado anteriormente principalmente sodio potasio y calcio y también utiliza ese ATP para la fosforilación de proteínas de membrana lo cual está implicado en el arreglo del citoesqueleto celular y también emplea el ATP para las reacciones iniciales de la Glucólisis además el lada H producido en la Glucólisis puede ser empleado por el eritrocito para mantener a la hemoglobina en su estado reducido es decir con el hierro en estado ferroso hierro dos más y evitar la acumulación de metahemoglobina que es hemoglobina con hierro férrico tres más en el grupo hemo no Entonces está hemoglobina metamoglobina con hierro oxidado es incapaz de transportar oxígeno y hay que evitar su acumulación para que el eritrocito pueda seguir cumpliendo con su función eso va a ser visto más adelante Además para que la Glucólisis pueda funcionar de manera continua el eritrocito convierte el piruvato generado en la Glucólisis en lactato lo que le permite regenerar el nad + que había sido previamente reducido a nada en los pasos anteriores esta reacción le permite reoxidar en la noche para generar nada más y que siga estando disponible para participar de la bioglucolitis de la vía glucolítica y seguir así generando ATP mediante esta vía el lactato que se genera a través de esta última reacción de piruvato al lactato es luego liberado del eritrocito como producto final del metabolismo de la glucosa y va a poder ir por el plasma hacia su captación principalmente por el hígado para conversión en glucosa además el eritrocito tiene una Glucólisis que presenta una serie de reacciones adicionales que conforman el llamado desvío de rapoport luberring que este desvío tiene como finalidad la de Conectar a los intermediarios de la vía glucolítica sí principalmente acá el 13 bifoglicerato y el 3 fosfoglicerato con la producción de El intermediario 2-3 bifoglicerato que es un compuesto que si bien está presente en muy bajas cantidades en la mayoría de los tipos celulares es un metabolito muy abundante en el eritrocito estando en concentraciones de entre 4 y 5000 y molar Esto se debe Como ya deben haber visto a que el 23 bifoglicerato es un modulador a lo estérico negativo de la hemoglobina que estabiliza la forma de socio hemoglobina disminuyendo su afinidad por el oxígeno no la afinidad de la hemoglobina por el oxígeno disminuye y de este modo facilita la liberación del oxígeno a los tejidos finalmente la otra vía metabólica a través de la cual los eritrocitos metabolizan a la glucosa es la vía de las pentosas fosfato que en el eritrocito se empleada para producir nad bh el cual va a ser utilizado como un agente reductor para sostener los sistemas antioxidantes de las células y protegerla de las distintas especies oxidantes a las cuales las células se ve enfrentada bien Vamos muy brevemente a mirar en qué consiste la Glucólisis entonces la Glucólisis es la vía de metabolización de la glucosa a través de la cual el eritrocito puede obtener ATP es la única vía metabólica que le permite a esta célula obtener ATP la ruta en términos generales consiste de 10 reacciones catalizadas enzimáticamente que se suele dividir en dos fases una primera fase preparativa y una segunda fase de producción de ATP acá lo que tenemos son la serie de reacciones que componen a la primera fase la fase preparativa que implica estas primeras cinco reacciones de la Glucólisis la conversión de una molécula de glucosa que tiene seis átomos de carbono en dos moléculas de gliceraldehído 3 fosfato que tiene tres átomos de carbono que son los que luego van a continuar por la vía glucolítica esta fase de preparación de la glucosa tiene como hecho destacable que consume dos moléculas de ATP en la reacción número 1 y la reacción número 3 está entonces estas son los primeros cinco pasos a través de los cuales la glucosa comienza a transitar por la Glucólisis consume dos ATP y convierte la glucosa que es una un monosacárido de 6 carbonos en dos moléculas de tres carbonos que son egliceral de diotrefosfato las cuales siguen luego hacia la siguiente fase siguiente fase que es la fase de producción de ATP en la cual dos moléculas de gliceraldehído tres fosfato van a seguir otras cinco reacciones enzimáticas que van a derivar en su conversión en piruvato generándose en total es decir considerando a las dos moléculas de tres carbono que venían un total de 4 moléculas de ATP y dos moléculas de nada H ahora considerando que en la fase de preparación de la Glucólisis se utilizaron dos moléculas de ATP para esa esas reacciones número uno y número 3 el balance de ad neto de ATP de la Glucólisis es de dos moléculas de ATP por Cada molécula de glucosa modificada a través de la Glucólisis la producción de ATP en la Glucólisis tiene lugar en dos reacciones son dos reacciones de fosforilación a nivel de sustrato la que está aquí de la fosfogliceratoquinasa y la de la piruvatoquinasa que en estas reacciones hay una transferencia directa del grupo fosforilo de un intermediario fosforilado de alta energía que son el 13glicerato y el fosfenol piruvato transfieren ese grupo fosforilo a la depa y forman ATP por eso se llaman reacciones de fosforilación a nivel de sustrato Esos son los pasos que sintetizan ATP además entonces en esta fase de producción de ATP de la Glucólisis estas últimas cinco reacciones tiene lugar la reducción de dos moléculas de más dos moléculas porque veníamos con dos moléculas de glicerial trefosfato para dar lugar a dos moléculas de nadh esos son generadas mediante la oxidación de gliceral de tres fosfato por parte de la glicerial de diotrefosfato deshidrogenasa entonces Glucólisis vía a través de la cual el eritrocito obtiene el ATP que requiere esta vía le da dos moléculas de ATP por cada glucosa que transita esta vía genera dos moléculas de nada H también y luego como productos va a dar hasta estos 10 pasos piruvato bueno como vimos Entonces hasta recién la glucosa a través de la Glucólisis será convertida en piruvato pero dado que el glóbulo rojo no posee mitocondrias no puede oxidar el piruvato a través de las reacciones de formación de acetilcoensimada y ciclo de krebs Como sucede en la mayoría de las células para producir así mayores cantidades de ATP Asimismo Tampoco puede reoxidar el nadache a nada más a nivel de la cadena respiratoria mitocondrial para producir ATP mediante fosforilación oxidativa entonces frente a esta falta de vías oxidativas posteriores para estos compuestos el eritrocito debe convertir la mayor parte del piruvato que produce el lactato si de modo de que a través de la reacción de la lactato deshidrogenasa logra oxidar el nadache para regenerar el Nat más y permitirle que siga disponible para participar en la Glucólisis y que la Glucólisis funcione de manera continua para producir el ATP que el precisa el lactato que genera esta reacción va a abandonar al eritrocito va a pasar a la circulación y va a ser preferentemente captado por el hígado el cual puede utilizarlo como un sustrato para la síntesis de glucosa y luego pasa que luego va a ser volcada la sangre y bueno parte de esa glucosa de la sangre va a ser nuevamente captada por el eritrocito para su producción de ATP a través de la Glucólisis bien la Glucólisis en el eritrocito además de transcurrir mediante las reacciones que ya describimos puede hacer uso de una serie de reacciones adicionales conocidas como el desvío o el ciclo de rapo Port liberang que transforman el 13 bifoglicerato que fue producido en la Glucólisis como vimos anteriormente en 2 3 bifoglicerato el cual es un modulador a lo estético de la hemoglobina además el 23 de fosfolíhidrato formado puede luego ser de fosforilado convirtiéndose así en otro intermediario glucolítico el trepofobicerato cerrando así el ciclo ambas reacciones de tanto formación del 23 y fosfolicerato como la hidrólisis del dos tres bifosglicerato son catalizadas por una misma enzima que posee dos actividades distintas por un lado una actividad bifoglicerato mutasa que lo que hace es mover el grupo fosforilo de la posición 1 hacia la posición 2 y luego tiene una actividad bifosglicerato fosfatasa creo que hace es remover el grupo fosfato de que había sido colocado en la posición número 2 para dar lugar a la formación del 3 fosfoglicerato si acá tenemos las dos actividades representadas que son parte de una misma enzima entonces lo que sucede es que cuando se forma el dos tres bifóglicerato se está evitando que tenga lugar esta reacción la de conversión del 13 del 13glicerato entre fosfoglicerato que cataliza la fosfoglicerato quinasa y se trata justamente esta reacción de una de las reacciones que genera ATP en la Glucólisis por lo tanto si las dos moléculas de gliceraldehído 3 fosfato que ingresan en la segunda en los segundos cinco pasos de la Glucólisis son convertidas en piruvato a través de el pasaje por este desvío es decir en lugar de continuar por la Glucólisis directamente se desvían hacia la formación de dos traveserato y eventualmente terminan yendo a piruvato si hacen ese recorrido y se saltean Este paso lo que va a suceder es que se va a estar evitando la formación de dos moléculas de ATP porque cada una de esas moléculas no hace uso de esta reacción que genera ATP y eso genera entonces que el rendimiento de la Glucólisis sea cero porque porque ya no ocurren estas dos reacciones que generan ATP en condiciones normales balance neto de la Glucólisis son dos ATP si dejamos de generar dos va a dar una formación neta de cero ATP Entonces si de las dos moléculas de gliceral de diotrefosfato que vienen de la Glucólisis una se convierta en dos tres bifos glicerato pero la otra no ahí entonces lo que va a suceder es que el rendimiento va a ser un ATP por molécula de glucosa Qué significa esto en Dicho de otro modo que a la célula la síntesis del 23 de fosfoglicerato le cuesta una molécula de ATP Entonces dos tres biffoglicerato modulador alotérico negativo de la hemoglobina por eso su importancia por eso el eritrocito lo produce y hace el gasto energético que le implica bien Se ha observado que la producción de dos tres bifosglicerato en el eritrocito varía según el pH intracelular Y si bien se desconocen los mecanismos exactos que conectan esta señal con la formación y de fosforilación del dos tres fosfolicerato este fenómeno sería responsable de variaciones importantes de la concentración de este intermediario que se observan en diferentes condiciones que requieren de una variación en la modulación aerostérica de la hemoglobina de forma así de ajustar la capacidad que tiene esta proteína de entregar oxígeno a los tejidos en particular se ha observado que un aumento en el pH intraeritrocitario ocasiona un aumento en la concentración del 2-3 bifosglicerato posiblemente como consecuencia de un aumento de la actividad de la función bifosfoglicerato mutasa y una disminución de la actividad bifosglicerato fosfatasa este mecanismo estaría implicado por ejemplo en la a la altura es decir la disminución en la presión de oxígeno atmosférica que haya elevada altitud lleva a una menor oxigenación de la hemoglobina a nivel pulmonar comprometiendo la entrega de oxígeno en los tejidos frente a esto el organismo comienza a hiperventilar para aumentar la captación de oxígeno del ambiente no obstante este aumento en la ventilación lleva también a que ocurra una mayor eliminación de dióxido de carbono por lo que habría un descenso de la presión parcial de CO2 a nivel plasmático esto generaría O podría generar una escalosis respiratoria así frente a esta situación el pH plasmático va a aumentar y esto ocasiona un aumento En los niveles de 23 el fosfoglicerinato en el eritrocito lo que va a disminuir la afinidad de la hemoglobina por el oxígeno y llevar a que haya una mayor liberación de oxígeno en los tejidos como parte de la respuesta adaptativa a la altura ahí estaría indicado que la consecuencia del aumento de esta actividad y la O sea el aumento de pH estimula esta actividad inhibe esta consecuencia aumentan los tres fulicerato durante ese tipo de respuesta la otra vía de Gran relevancia como habíamos mostrado el comienzo que a través de la cual la glucosa es metabolizada en el eritrocito es la ruta de las pentosas fosfato en estas células esta ruta tiene como finalidad exclusiva la producción de nab pH que como vamos a ver más adelante es esencial para proteger al glóbulo rojo de las distintas especies oxidantes a las que se ve expuesto en la circulación esta vía implica la metabolización de glucosa saifosfato arribosa 5 fosfato que suele luego emplearse en la síntesis de nucleótidos y además produce dos moléculas de nad ph en el proceso esta serie de reacciones se conocen como la fase oxidativa de la ruta de las pentosas fosfato sin embargo dado que el eritrocito no requiere de cantidades importantes de ribosa 5 fosfato para su metabolismo sino que por el contrario el principal producto de interés que encuentra en esta ruta es el Nat pH las pentosas que se generan durante esta fase oxidativa van a ingresar a una vía de reacciones no oxidativa que consiste en una serie de reordenamientos de los esqueletos carbonados de estas azúcares en los cuales 6 azúcares fosfatos de 5 carbonos van a convertirse en cinco azúcares fosfatos de 6 carbonos de este modo lo que va a suceder es que los esqueletos carbonados se reciclan y permiten que sean continuamente metabolizados mediante la fase oxidativa para generar así el dat pH la enzima que cataliza el primer paso de la vida es la glucosa saifosfato decidió rogenasa y es de particular relevancia para la eritrocito dado que el tiempo de vida de la célula se correlaciona con la actividad de esta enzima dado que no puede el glóbulo rojo sintetizar proteínas lo que a medida que la actividad está encima disminuye la capacidad de la célula para protegerse de las especies oxidantes disminuye lo que lleva que se acumule el daño oxidativo y derive en la lisis del eritrocitos y por eso la actividad está encima es de suma importancia para que el eritrocito pueda mantenerse viable durante ese tiempo de vida habitual que dispone Bueno a modo de resumen este esquema muestra nuevamente una representación general de las principales vías de utilización de glucosa por parte del eritrocito la glucosa ingresa a la eritrocito y es convertida en glucosas y fosfato y luego la glucosa cefalto puede ir por las distintas vías la mayor parte de la glucosa aproximadamente un 65% resulta metabolizada por la Glucólisis hacia piruvato y luego lactato resultando en la producción de ATP para el mantenimiento de las principales funciones del eritrocito además da lugar a la formación de nadache que será empleado principalmente en el mantenimiento de la hemoglobina en estado reducido como vamos a ver más adelante por otro lado aproximadamente un 25% de la glucosa que ingresa al glóbulo rojo es metabolizada hacia la formación del modulador a lo estérico 23 de fosfoglicerato que se haya en concentraciones De cuatro a cinco mil volar Aproximadamente en condiciones normales dentro del glóbulo rojo este proceso implica un desvío de la vía glucolítica que si bien permite que haya producción de nadache ocasiona que no haya una ganancia neta de ATP cuando los publicerato termina luego siendo de llevado de vuelta hacia la vía glicolítica y se saltea Este paso de formación de ATP por último vimos que hay una otra tercera vía de metabolización de la glucosa que es la ruta de las penteso fosfato que demanda aproximadamente entre un 5 y un 10% de la glucosa que el eritrocito metaboliza continuamente y esta vía es utilizada para la producción de nad pH dentro del eritrocito el pH que obtiene el eritrocito a través de esta vía de metabolización de la glucosa es usado principalmente para defender a la célula de las especies oxidantes a las cuales se ve expuesto Bueno entonces ahora vamos a entrar a ver el último de los contenidos que es el daño oxidativo y los sistemas antioxidantes de el glóbulo rojo durante su lapso de vida y en particular debido a su función en el transporte de oxígeno y glóbulo rojo es un tipo celular que se encuentra muy expuesto especies oxidantes potentes capaces de dañar mediante reacciones de oxidación a distintos componentes moleculares de glóbulo rojo en particular proteínas y lípidos esto puede afectar notoriamente las propiedades y funcionalidad de glóbulo rojo pudiendo incluso llevar análisis de la célula por este motivo resulta crítico que el metabolismo del eritrocito se encargue de proteger a la célula de esas especies oxidantes para garantizar su correcto funcionamiento durante el mayor tiempo posible los oxidantes biológicos también conocidos Como especies reactivas del oxígeno suelen ser producidos en condiciones basales en prácticamente todos los tipos celulares principalmente a nivel de la cadena respiratoria mitocondrial que es el principal sitio de consumo de oxígeno del organismo si bien esta actividad metabólica está ausente en los eritrocitos la producción endógena de oxidantes ocurre Igualmente mediante otros mecanismos que vamos a ver más adelante además de esto los glóbulos rojos de producir endógenamente oxidantes se ven expuestos también a distintos oxidantes de producción en exógena es decir que son producidos por otros tipos celulares desde los cuales esos oxidantes difunden a la sangre y luego hacia dentro del eritrocito en particular las células endoteliales que se encuentran estrecha cercanía con los glóbulos rojos son uno de los principales ejemplos de células productoras de oxidantes a los cuales se ve expuesto el eritrocinio la hemoglobina al ser la proteína más abundante del glóbulo rojo fíjense que tiene una concentración más o menos de 5 mini molar de tetramero es el principal blanco del daño oxidativo aparte es también la molécula que está implicada en la generación de especies oxidantes Al poseer hierro una toma de hierro en cada grupo vemos que que tiene por lo tanto para que los eritrocitos puedan desempeñar correctamente su función es esencial que realicen un control estricto de las especies oxidantes a las que se ve expuesto así como también que sean capaces de reparar en la medida de lo posible el daño que causan estos oxidantes para evitar sus consecuencias y eso vamos a verlo ahora en las próximas diapositivas bien como vamos a ver acá la auto oxidación de la hemoglobina de la oximoglobina a meta hemoglobina es el principal mecanismo de producción de oxidantes endógenos a nivel de el glóbulo rojo este proceso ocurre de manera espontánea aunque lentamente diariamente aproximadamente entre un 05 y un 3% de la hemoglobina resulta oxidada a meta hemoglobina mediante este proceso de autooxidación metamoglobina que es incapaz de transportar oxígeno el motivo por el cual este proceso además de causar la oxidación de la hemoglobina a meta hemoglobina es el principal la principal vía de producción endógena de oxidantes es porque cuando el oxígeno toma un electrón de el hierro ferroso reducido para convertirlo en hierro férrico da lugar a la producción de ra añon superóxido que esta especie si bien es un oxidante no del No no es excesivamente reactivo puede Igualmente participar en la oxidación de distintas biomoléculas y ocasional daño a ciertos componentes como la propia hemoglobina a la cual también puede oxidar entonces autoxiación de la hemoglobina tiene como Consecuencias negativas que se forma metamoglobina que no transporta oxígeno y que da lugar a la formación de una especie oxidante capaz de tener ciertos efectos negativos el principal de los efectos negativos que puede tener la formación de esta especie es que es capaz de dar lugar a oxidantes secundarios que son más fuertes que él y que tienen además un mayor potencial de causarle daño a la célula y de generarle consecuencias que pueden derivar en su lisis el principal oxidante secundario que se forma a partir de El superóxido que venía de la autooxidación es el peróxido de hidrógeno que se forma por esta reacción de dismutación que puede ocurrir de forma espontánea o catalizada del superóxido dos moléculas de su peróxido y dan una molécula de peróxido de hidrógeno y oxígeno dentro de el glóbulo rojo esta reacción de dismutación del superóxido para formar el peróxido de hidrógeno ocurre a velocidades muy elevadas ya que es catalizada por una enzima que se llama la superóxido dismutasa que es responsable de detoxificar El superóxido que se origina producto de la auto oxidación de la hemoglobina Más allá de que en este proceso también genere como producto un oxidante con el cual las células van a tener que lidiar para que el daño cese y no tenga lugar entonces que puede hacer el peróxido de hidrógeno generado Qué consecuencias puede tener para el glóbulo rojo y porque hay que descomponerlo y evitar que que genere daño bueno principalmente es una especie capaz de oxidar también a la hemoglobina de forma de generar eventualmente meta hemoglobina también puede acá por ejemplo se plantee esquematiza una de las reacciones a través de las cuales el peróxido de hidrógeno oxida a la oxiemoglobina genera formas oxidadas de la hemoglobina que luego reacción de vuelta con peróxido de hidrógeno y terminan generando metahemoglobina y bueno Y superóxido también son varias las posibilidades que tiene el peróxido de hidrógeno de modificar la hemoglobina general así Consecuencias negativas Pero además otra de las consecuencias que tiene la producción de el peróxido de hidrógeno es que así como puede reaccionar con el grupo hemo de la hemoglobina también puede reaccionar con las cadenas de las lobinas con los aminoácidos Y eso puede llevar a que ocurra la desnaturalización de la hemoglobina la hemoglobina cuando desnaturaliza tiende a precipitar dentro del eritrocito formando precipitados que se conocen como cuerpos de heinz aquí se muestra en esta imagen los cuerpos de James teñidos de color azul en glóbulos rojos que presentan hemoglobina precipitada debido al daño oxidativo estos precipitados que se forman además generan una alteración morfológica en el eritrocito lo cual puede derivar en su destrucción prematura por parte de los eritrocitos por parte de los de los macrófagos este como Vimos a través de los mecanismos que vimos al principio Además de que puede modificar a la hemoglobina el peróxido de hidrógeno también puede dañar al glóbulo rojo a nivel de otros componentes proteicos y generar así también mediante otras reacciones especies oxidantes más reactivas todavía o sea es un compuesto que se genera dentro del eritrocito que hay que eliminarlo por su capacidad de dañar varios componentes y por su capacidad de generar también otras especies reactivas como aparece acá El ejemplo del radical hidroxilo generado cuando reacciona con el peróxido de hidrógeno con hierro reducido hierro ferroso en forma labial es decir hierro que se encuentre libre no dentro de la hemoglobina no Entonces como esta especie que se genera tiene una reactividad extrema también puede dañar al eritrocito nivel de cualquier componente como puede ser Incluso el citoesqueleto y su membrana plasmática y evite esta así generarle un daño que lleve a que el eritrocito termine siendo destruido bien Pero además de tener que lidiar con los oxidantes que el propio eritrocito produce a nivel endógeno a causa de la autooxidación de la hemoglobina también se ven expuestos a especies oxidantes que son producidas exógenamente la circulación principalmente por el endotelio y por otras células sanguíneas que lo que hacen es que pueden difundir hacia dentro de la célula y ser responsables del daño oxidativo que sufre el glóbulo rojo durante su vida en la circulación uno de los principales ejemplos de oxidantes exógenos a los cuales se ve expuesto el glóbulo rojo es el óxido nítrico que es un radical libre producido en condiciones normales a partir de la aminoácido arginina y oxígeno por las enzimas óxido nítrico sin tasas y que cumple muchas funciones fisiológicas uno de los principales sitios de producción de óxido nítrico es el endotelio ya que ejerce un rol de Gran relevancia como molécula vasodilatadora al actuar sobre las células del músculo liso sin embargo así como el óxido nítrico puede difundir hacia las células del músculo también puede difundir hacia la luz de los vasos e ingresar al glóbulo rojo y qué sucede que cuando alcanza el glóbulo rojo el óxido nítrico es capaz de oxidar a la oximoglobina para producir metahemoglobina como se indica por acá no sólo eso también se alcanza al glóbulo rojo puede mediar la formación de otros especies oxidantes de muy alta reactividad como es el caso que se indica acá pero cuando reacciona con radical superóxido que ya veíamos se generaba por ejemplo por la oxidación de la hemoglobina el óxido nítrico puede dar lugar a la formación de peróxido nitrito que es otro oxidante fuerte al cual se ve expuesto el glóbulo rojo y con el cual tiene que hacer algo para evitar que le haga daño además otros oxidantes que se producen tanto a nivel del endotelio como por células sanguíneas principalmente las del sistema inmune que pueden llegar a el glóbulo rojo incluyen superóxido peróxido de hidrógeno nitrito hipoclorito cuando más mismo proxenetrito también que le puede alcanzar o sea se debe expuesto a varios oxidantes que son producidos y que le pueden causar daño y modificar a la hemoglobina también es bastante particular el caso del nitrito porque normalmente se encuentra presente en baja concentraciones en la sangre ya que es un producto de descomposición del óxido nítrico Y si bien no es una especie con la capacidad de actuar como oxidante en la mayoría de los casos tiene una capacidad considerable de oxidar a la hemoglobina y formar meta hemoglobina por lo que también se lo puede considerar como una especie relevante a la cual se ve expuesto un glóbulo rojo en la circulación da entonces además de oxidantes endógenos en la circulación varios oxidantes producidos por otras células pueden dañar y representando un riesgo para el glóbulo rojo que tiene que hacer algo y defenderse contra esas especies para poder así mantenerse viable afortunadamente para poder mantenerse viable el glóbulo rojo cuenta con diversos sistemas antioxidantes para lidiar con la constante exposición oxidantes a la que está sometido evitando así que esto es lo que ocasionen un daño más considerable y permitiéndoles mantenerse en la circulación en condiciones apropiadas durante más tiempo estos antioxidantes que presentan incluyen sistemas de bajo peso moleculares en moléculas pequeñas que están Implicados En la protección de proteínas y lípidos de membrana y también presenta además de estos sistemas de bajo peso molecular sistemas enzimáticos que pueden reaccionar y reducir a diversos oxidantes a los cuales está expuesto como vimos anteriormente la auto oxidación de la hemoglobina da lugar a la producción constante de radical superóxido para evitar su toxicidad del glóbulo rojo cuenta como planteamos anteriormente con la enzima superóxido dismutasa que lo que va a hacer es convertirlo en peróxido de hidrógeno en el caso de glóbulo rojo tiene la superóxido de mutasa son 1 que tiene cobre y zinc en su estructura ahora si bien esta reacción elimina una molécula oxidante como es el superóxido lo que generan acá vemos representado junto todo el proceso conjunto desde auto oxidación de la hemoglobina producción de superóxido y la reacción de detoxificación del superóxido está elimina el superóxido pero genera el peróxido de hidrógeno entonces para que todo esto tenga sentido la ciruela tiene que contar con mecanismos que le permitan eliminar al peróxido de hidrógeno y evitar que se acumule porque como ya vimos es capaz de generar una variedad de daño y uno rojo cuenta con tres principales sistemas enzimáticos especializados en la eliminación de peróxido de hidrógeno vamos a irlos viendo más adelante Cada uno de ellos pero brevemente son el sistema peróxido redoxina tioredoxina y tiro reducido redoxina reductasa el sistema glutatión peroxidasa glutatión y glutatión reductasa y por último la catalasa estos dos primeros sistemas son sistemas reductores que sostienen esta actividad reductora a expensas del poder reductor que le aporta el Nat pH que da electrones a este sistema para mantenerlo siempre activos en estado reducido y que puedan actuar de forma catalítica está entonces sistemas 1 y 2 dependientes de Nat pH además de estos sistemas enzimáticos acabamos de ver hay en el glóbulo rojo una serie de compuestos de bajo peso molecular O sea no proteicos que también contribuyen aunque en menor medida a la defensa de las células frente al daño oxidativo Estas moléculas incluyen por ejemplo glutatión al ácido ascórbico vitamina c al Alfa tocoferol que es parte de la vitamina e y al ácido úrico ahora vamos a ver un poco Entonces cómo funcionan estos tres sistemas que son los principales responsables de la defensa antioxidante del glóbulo rojo el primero de los sistemas del cual vamos a hablar es el que involucra a la piroxina que en el caso del glóbulo rojo la peroxirridoxina más abundante es la peróxido 2 prx2 es una enzima que tiene una concentración muy elevada dentro del eritrocito aproximadamente de 300 micromolar estas enzimas son peroxidasas es decir descomponen peróxidos son dependientes de tioles lo que significa que basan su funcionamiento en la capacidad que tienen los residuos de cisteína de oxidarse de manera reversible por dos electrones a nivel de los grupos sulfilo entonces utilizan como grupo funcional para reducir al sustrato no que es el peróxido de hidrógeno utilizan la capacidad de el grupo sulfidrido de un residuo de cisteína particularmente reactivo Entonces ahora vamos a Mostrar cómo es que funcionan estos estas enzimas para descomponer el peroxio entonces habitualmente la enzima tiene a su grupo en estado reducido sus grupos de fibrilo de residuos de cisteína que van a participar entonces las enzimas lo que hacen es reducir el peróxido de hidrógeno a agua y en ese proceso se oxida por dos electrones formándose a partir de dos residuos de cisteína una Unión de sulfuro y quedando así la encima en un estado oxidado ahora para que la enzima pueda volver a funcionar tiene que volver a reciclarse a su estado reducido así puede volver a reaccionar con más peróxido de hidrógeno para que eso tenga lugar existe otra proteína que se conoce como tioredoxina que está especializada justamente en la reducción de la peroxidada de modo de que cuando se oxidó la piroxina esta proteína tirodoxina en su forma oxidada tiene dos grupos sulfilo libre que van a reducir a la peróxido redoxina nuevamente a su estado inicial y en ese proceso la propia tiroxina va a pasar ella misma a estar en un estado oxidado ahora el problema no tiene la tiroxina Sella o la que ahora tiene que volver a su estado inicial para poder seguir sosteniendo la actividad de la prx2 que sucede entonces Bueno hay otra encima que se conoce como tioredoxina reductasa que está utilizada en la reducción de la tiroxinado de vuelta a su estado normal para que todo el sistema siga funcionando y está encima justamente es la que utiliza como sustrato reductor al Nat pH que es quien da los electrones para reducir a la tioredoxina y a estos grupos sulfidridos de vuelta a su estado inicial y de este modo el lat pH aporta electrones a todo el sistema para mantenerlo activo sí electrones del Nat pH a través de la tioreducina reductasa ingresan al sistema para mantener reducida el ácido redoxina la cual se encarga de mantener reducida a la peroxirridoxina para que pueda funcionar en este ciclo catalítico descomponiendo a el peróxido de hidrógeno de este modo para que el sistema funcione tiene que haber una producción de Nat pH constante lo cual en el glóbulo rojo Como vimos ocurría mediante la actividad de la ruta del aspectos a fosfato y la metabolización de la glucosa por ese por esa vía debido a que estas enzimas tienen una elevada concentración y a que también reaccionan muy rápidamente con el peróxido de hidrógeno representa esta enzima la principal línea la primera línea de defensa del eritrocito contra el peróxido de hidrógeno y es fundamental para mantener a la eritrocito en un estado óptimo durante la mayor parte de su tiempo de vida el segundo sistema de defensa antioxidante del cual vamos a hablar es el que involucra a la enzima glutatión pero oxidasa está encima es una enzima que contiene un átomo de selenio crítico para su función y que además de poder descomponer peróxido de hidrógeno también puede descomponer otros hidropiróxidos la forma de funcionar de este sistema es relativamente parecido a el que acabamos de ver de la peroxiradoxina pero tiene una diferencia muy importante y es que utiliza como sustrato reductor no a una proteína como era el caso anterior sino a una molécula pequeña que es el glutatión un tripéptido que puede alternar entre un estado reducido y un estado oxidado Entonces cuando la enzima la podemos ver en cualquiera de las dos esquemas reacciona con un peróxido sea peróxido de hidrógeno o un hidro peróxido esta enzima cataliza la reducción de ese oxidante y lo hace a través de su átomo de selenio que se oxida y para que la enzima pueda regenerarse a su estado inicial y poder seguir descomponiendo el algún peróxido lo que hace es recibir electrones de el glutatión que vuelve a reducir a la enzima entonces en el caso de la peróxidoxina era otra proteína la que la reducida de vuelta a su estado en el caso de la glutatión peroxidasa cuando reacciona y se oxida es el glutatión en el que se encarga de devolverla su estado inicial Y entonces pasa el propio glutatión a su estado oxidado si la glutatión acá lo vemos es un tripéptido que tiene una elevada concentración a nivel intracelular contiene un residuo de cisteína que es el que se encarga de participar en este ciclo de óxido reducción que mantiene este sistema Por qué Porque cuando el glutatión reduce a la enzima glutatión peroxidasa oxidada porque reaccionó con dinero peróxido bueno pasa a ser el glutatión el que está ahora oxidado bajo esta forma que se representa como gsg entonces para que el sistema siga funcionando va a ser necesario que ese glutatión vuelva a estar en su forma reducida eso sucede porque hay en el eritrocito una enzima que es la glutatión reductasa una flavo encima que lo que hace justamente catalizar la reducción del glutatión oxidado de vuelta a su estado inicial para que este sistema pueda seguir funcionando Y nuevamente así como pasaba en el sistema anterior los electrones para mantener este sistema funcionando los aporta el Nat pH que es quien le da los electrones a la glutación reductasa para que los use en la reducción del glutatión pero vuelva a su estado reducido y de este modo pueda mantener a la enzimación pero oxidasa funcionando durante la descomposición de los peróxidos entonces nuevamente vemos acá la importancia que tiene la vida de las pentosas fosfato de eritrocito para generar nada pH que es esencial para el sostén De este otro sistema antioxidante también Además del otro ahora dado que la concentración está encima es relativamente baja dentro del glóbulo rojo aproximadamente una micromolar en realidad Está encima jugaría un rol menor en la descomposición del peróxido de hidrógeno Pero sería de mayor relevancia en la reducción de los hidropiróxidos lipídicos que se puedan formar en la membrana del glóbulo rojo y eso es una función también importante de llevar adelante bueno y la última de las enzimas especializadas en la descomposición de oxidantes que vamos a ver en el glóbulo rojo es la catalasa la catalasa A diferencia de las anteriores que habíamos visto es una hemoproteína es decir tiene un grupo hemo en su sitio activo que es el encargado de catalizar la descomposición del peróxido de hidrógeno pero a diferencia de las otras esta enzima no requiere de un sustrato reductor es decir no utiliza nada pH Por qué Porque está encima lo que hace es a través de su grupo hemo que inicialmente se encuentra en un estado de oxidación hierro 3 va a descomponer al peróxido de hidrógeno mediante dos reacciones si en primer lugar la catalasa con el hierro 3 reacciona con peróxido de hidrógeno y lo reduce a agua al hacer esto la propia enzima queda oxidada Como se muestra acá con el hierro un estado de oxidación 4 y un radical producto de que también una parte del grupo de moquedo oxidado y luego esta especie que se formó puede reaccionar con otra molécula de peróxido de hidrógeno volviendo a en este caso en lugar de reducirla la oxida esta molécula de peróxido de hidrógeno a oxígeno y el propio grupo hemo de la catalasa vuelve a su estado inicial en términos netos la reacción es la cataliza la catalasa es la descomposición de dos moléculas de peróxido de hidrógeno para generar dos moléculas de agua y una de oxígeno entonces de este modo no requiere ningún aporte electrónico porque la enzima se oxida y se vuelve a reducir utilizando siempre el peróxido de hidrógeno como sustrato ahora esta enzima si bien es algo muy muy interesante que pueda mantener una descomposición continua peróxido de hidrógeno sin precisar nada más en realidad no es como ya Vimos una de las principales la principal responsable de la descomposición del peróxido de hidrógeno porque vimos que era la peroxirridoxina 2 pero podría desempeñar un rol muy relevante para proteger al glóbulo rojo bajo ciertas condiciones donde la capacidad antioxidante de la peróxido se puede haber abrumada Entonces esto es un sistema robusto que puede seguir funcionando en la descomposición del peróxido de hidrógeno bueno por último lo que resta por ver es el sistema de reparación de la meta de hemoglobina con el que cuenta el glóbulo rojo y que es algo fundamental para el correcto mantenimiento de la función de glóbulo rojo si bien cada día entre un 05 un 3% como vimos de la oximoglobina se pueda auto oxidar menos del 1% de la hemoglobina de la eritrocito se encuentra como meta de hemoglobina en condiciones normales y esto se debe justamente a que el eritrocito cuenta con un sistema enzimático muy activo responsable de catalizar la reducción de la meta hemoglobina de vuelta a óxido hemoglobina esta enzima que media este proceso se conoce como metahemoglobina reductasa formalmente podría llamarse nadh sitocromo b5 meta hemoglobina reductasa y utiliza electrones que se los da el nadache A diferencia de los sistemas antes que habíamos visto antes que usaban Nat pH este sistema metahemoglobina reductasa nada H que viene de la Glucólisis para reducir el hierro 3 de la meta hemoglobina de vuelta a oximoglobina cómo funciona esta este sistema enzimático utiliza electrones del nadache que vienen de la Glucólisis y esos electrones van a pasar por una serie de transportadores internos que tiene la molécula principalmente una molécula de fat entonces del nadache van a la molécula de fat de la citocromo b5 reductasa esta metamoglobina reductasa el fad se reduce a h2 y cefada h2 luego va a dar sus electrones de a uno a una molécula de citocromo b5 del sistema enzimático y este citocromo b5 va a pasar a este estado reducido Y luego el citocromo b5 de este sistema enzimático le va a dar el electrón a la meta hemoglobina para reducirla de vuelta a hierro 2 al grupo de modela hemoglobina y que pueda volver a unir oxígeno entonces meta hemoglobina vuelve a ser convertida en hemoglobina por parte de este sistema meta hemoglobina reductasa también llamado nadachecitocromo b5 meta hemoglobina reductasa que usa electrones en la H esos electrones que dan la H son transportados internamente a través de distintos componentes el citocromo b5 y luego se los da a la metamoglobina para producir nuevamente la hemoglobina de este modo evitar que se acumuleta hemoglobina y que las consecuencias negativas que tiene eso que principalmente que no puede transportar oxígeno Entonces esta actividad enzimática esencial para mantener controlado los niveles de meta de hemoglobina en el eritrocito bien y esta diapositiva básicamente es una forma de volver a dejar resumen de todo lo que vimos las principales vías de metabolización de la glucosa los productos que genera da pH por ejemplo nada hecha acá Para qué sirve el que acabamos de ver reducción de la metamoglobina Glucólisis se conecta con la formación de los glicerato ruta de las ventosas producen al pH Glucólisis produce la ATP principales metabolitos que obtiene a partir de la metabolización de la glucosa y bueno Y acá un poco otra imagen que resume los principales mecanismos antioxidantes que vimos del glóbulo rojo por ejemplo acá el de peróxido glutatión peroxidasa por ejemplo catalasa y los oxidantes que se generan dentro del eritrocito o los oxidantes que se producen fuera del eritrocito e ingresan al eritrocito más o menos a forma como Para tenerlos vistos de una forma integrada que todos están funcionando al mismo tiempo en la medida de lo posible bien entonces como forma de cerrar todos estos conceptos que acabamos de ver vamos a ver cómo la relevancia y la necesidad de mantener el correcto funcionamiento de los sistemas antioxidantes del glóbulo rojo quedan evidencia cuando se consideran aquellos casos patológicos donde la alteración de alguno de estos componentes compromete la integridad de la célula y su capacidad de transportar oxígeno la causa más común de una defensa antioxidante comprometida en el eritrocito es la deficiencia de la enzima glucosa 6 fosfato deshidrogenasa que lleva entonces a una disminución en la producción de andar pH que es necesario para sostener los sistemas antioxidantes dependientes de peróxido redoxina y glutatión peroxidadas acá vemos la enzima glucosa cefosfato deshidrogenasa cataliza la primera de las reacciones de la vida de las ventosas fosfato producen al pH y el otro intermediario que luego puede continuar en la vía Entonces si está en eficiente el flujo de glucosa y fosfato por la vía va a estar disminuido y va a haber una menor producción de dada pH con lo cual va a haber una capacidad antioxidante limitada en estos glóbulos rojos Entonces como consecuencia de esta defensa antioxidante ineficiente los glóbulos rojos para hacer mucho más susceptibles a sufrir modificaciones por las distintas especies oxidantes a las que está expuesto como ya vimos antes estas especies podían causar modificaciones en distintos componentes del glóbulos rojos como puede ser la hemoglobina componentes de membrana puede llevar a que ocurra la precipitación de la hemoglobina conformación de cuerpos de heinz y de que ocurra eventualmente la lisis de la célula por todo esto la deficiencia de glucosa y fosfato deshidrogenasa es una causa importante de anemia hemolítica y es particularmente frecuente en algunas regiones del mundo como es África tropical el Mediterráneo y ciertas partes de Asia que en realidad esto es algo que se correlaciona en parte con el hecho de que los individuos que presentan esta deficiencia son más resistentes a la malaria la deficiencia está encima glucosa 6 fosfatogenasa es de hecho la enzimopatía más común si es decir es la la afección genética anda encima más común en el ser humano y se han distinguido alrededor de 140 variantes genéticas de esta enzima para tener una idea fíjense que se estima que al menos 400 millones de personas poseen un gen variante de esta enzima no y otro hecho importante tener en cuenta es que como el gel está encima se localiza en el cromosoma X los hombres son más susceptibles a padecer las consecuencias negativas de padecer de poseer una variante de este Gen menos activa en general las personas que poseen alteraciones en esta enzima suelen ser asintomáticos pero frente a ciertos estímulos se va a desencadenar una crisis hemolítica porque porque ciertos estímulos van a generarle al glóbulo rojo la necesidad de descomponer una cantidad de oxidantes más elevada que lo normal y una eritrocito normal puede lidiar bien con ese estímulo porque mantiene niveles de edad pH adecuados para sostener su sistema antioxidantes pero un glodor glóbulo rojo deficiente en glucosa fosfato de cirogenasa no es capaz de manejar un aumento en la cantidad de oxidantes a los cuales está expuesto esta célula por ejemplo uno de los estímulos que suelen desencadenar estas crisis hemolíticas en Casos de deficiencia de glucosas hay fosfato de cirugenasa es el consumo de habas dado que contienen distintos compuestos prooxidantes que van a generarle distintos oxidantes al eritrocito también otros estímulos pueden ser ciertos fármacos o procesos infecciones y procesos infecciosos todos ellos lo que van a hacer es imponerle un desafío a las defensas antioxidantes del glóbulo rojo mayores que los que tienen que enfrentarse en condiciones basales y eso cuando hay un glóbulo rojo con una actividad de la glucosa cefosfato de cirujanos anormal no genera mayores problemas pero cuando la actividad de está enzimas deficiente la producción de nad pH no alcanza para sostener a los sistemas antioxidantes funcionando frente a un estímulo tan oxidante como se da en estos estímulos Y eso genera el daño del glóbulo rojo genera la crisis hemolítica puede ocurrir una hemólisis a nivel intravascular si el daño es masivo si no puede promover el daño la hemólisis extravascular producto de las alteraciones que se le generan al glóbulo rojo y bueno y de ese modo todas las consecuencias que eso va a conllevar en el glóbulo rojo [Música] bueno Y acá simplemente queda la bibliografía utilizada Y recomendada para esta temática estos libros y algunos artículos también empleados para la elaboración de del material