La sangre es considerada por numerosos autores como un tipo especializado de tejido conectivo compuesto de elementos celulares (células y fragmentos celulares) y una matriz extracelular líquida denominada plasma. Sería el único tejido con matriz extracelular líquida. La sangre se encuentra en el interior de los vasos sanguíneos y del corazón, y circula por todo el organismo impulsada por las contracciones del corazón y por los movimientos corporales. La cantidad de sangre en el cuerpo humano depende del tamaño corporal; una persona de unos 70 Kg tiene 5 o 6 litros de sangre. La temperatura de la sangre en el cuerpo humano es de 38 ºC, un grado más que el cuerpo. La mayor temperatura de la sangre respecto a la temperatura corporal general puede deberse a la fricción de la sangre al circular por los vasos sanguíneos, sobre todo los de pequeño calibre.
1. Funciones
Entre las principales funciones de la sangre destacan tres:
Transporte. La sangre sirve para transportar nutrientes y oxígeno desde el aparato digestivo y los pulmones, respectivamente, al resto de las células del organismo, y productos de desecho hasta el riñón, el hígado y los pulmones. Es la principal vía de comunicación entre células distantes para el intercambio de señales como las hormonas.
Homeostasis. Contribuye a la homeostasis general o regulación del estado general del cuerpo. Contribuye a mantener una temperatura corporal homogénea en todo el cuerpo mediante vasoconstricciones y vasodilataciones periféricas. También mantiene un pH tisular estable, además de ser la principal encargada de regular la cantidad de agua de las células del cuerpo.
Defensa. Tiene una función de protección frente a heridas mediante su capacidad de coagulación, evitando así que el organismo pierda su sangre, y de defensa frente a patógenos externos o células malignas internas gracias a las células del sistema inmunitario, los leucocitos, que utilizan la red de vasos sanguíneos para viajar a cualquier parte del organismo.
2. Elementos celulares
Las células sanguíneas se clasifican en dos tipos: eritrocitos o glóbulos rojos y leucocitos o glóbulos blancos (Figuras 1 y 2). La sangre también contiene fragmentos celulares denominados plaquetas. Los leucocitos se dividen a su vez en granulares: neutrófilos, basófilos y eosinófilos, y en agranulares: linfocitos y monocitos. Entre el componente celular la mayoría son eritrocitos (99% de la células), el resto son leucocitos y plaquetas. Todas las células de la sangre derivan de una célula madre adulta común, que en los organismos adultos se encuentran en la médula ósea.
Cuando se centrifuga la sangre los diferentes elementos que la componen se separan por densidad. El componente más pesado son los eritrocitos que quedan en el fondo del tubo, más arriba están los linfocitos y plaquetas formando una fina banda blanquecina, mientras que el plasma es el componente más ligero y queda en la parte superior. La sangre típica contiene en hombres alrededor de un 47% de promedio de eritrocitos, mientras que en mujeres es de un 41 %. Esto es lo que se denomina hematocrito, es decir, el porcentaje de volumen de glóbulos rojos respecto al total del volumen sanguíneo (Figura 3). El porcentaje de leucocitos y plaquetas es menos del 1 %. El resto es plasma. El color rojo de la sangre se debe a la gran cantidad de hemoglobina que hay en el interior de los eritrocitos, con un color más oscuro cuando tienen poco oxígeno. El suero es el plasma al que se le han eliminado los agentes coagulantes.
Los eritrocitos son los responsables de dar el color rojo a la sangre por su alto contenido en hemoglobina, una proteína que contiene hierro en su estructura. Su principal misión es la de transportar el oxígeno y el CO2. El eritrocito, en mamíferos, se puede considerar como una célula modificada para su función puesto que no posee núcleo y carece de mitocondrias y otros orgánulos celulares. Tienen una forma bicóncava de unas 7,5 µm de diámetro, lo que le confiere mayor superficie de intercambio con el plasma sanguíneo. Un humano sano produce unos 200.000 millones de eritrocitos diariamente para reemplazar a los que se mueren por senescencia. A este proceso de producción de eritrocitos se le llama eritropoyesis. El proceso está regulado por un mecanismo muy sensible que detecta la cantidad de oxígeno. Un molécula clave en esta regulación es la eritropoyetina, liberada por el riñón, que se produce en respuesta a una disminución en la tensión de oxígeno. La eritropoyetina es reconocida por el receptor del a eritropoyetina que se encuentran en la superficie de los progenitores eritroides. La eritropoyetina se purificó en 1977 y se clonó en 1985. Esto facilitó su síntesis y su uso terapéutico para casos de anemia. En 1989 se descubrió el receptor para la eritropoyetina.
Las plaquetas, o trombocitos, son pequeñas porciones de citoplasma sin núcleo. A microscopía óptica aparecen como estructuras pequeñas, de 2 a 5 µm de diámetro, incoloras o ligeramente basófilas. Contienen compartimentos membranosos en su interior que pueden ser de diferente tipos: gránulos específicos azurófilos densos, mitocondrias (una o dos por plaqueta), y vesículas/túbulos claros. También tienen gránulos de glucógeno. Su principal misión es cooperar en la aglutinación y coagulación sanguínea. Están presentes en los mamíferos, pero no en los vertebrados inferiores. Se forman mediante "desgajes" del citoplasma de unas células denominadas megacariocitos que se encuentran en la médula ósea.
Los leucocitos presentan núcleo y son incoloros en la sangre fresca. Su principal misión es la defensa del organismo frente a agresiones como los patógenos externos o alteraciones aberrantes internas. Esta función la realizan fuera de la propia sangre puesto que tienen la capacidad de atravesar la pared vascular y actuar en los tejidos dañados. Realmente utilizan el sistema circulatorio para desplazarse por el organismo. Los leucocitos presentan en su citoplasma granos de dos tipos, azurófilos o primarios, que son lisosomas, y específicos o secundarios de contenido variado. Los glóbulos blancos se clasifican en granulares y agranulares. Todos tienen granos azurófilos pero los granos específicos son característicos de los granulares.
Los leucocitos granulares son los neutrófilos, eosinófilos y basófilos , mientras que los no granulares son los linfocitos y los monocitos. Los neutrófilos son los leucocitos granulares más abundantes y representan el 60-70% de todos los leucocitos. Se reconocen fácilmente por su núcleo multilobulado. Presentan gránulos azurófilos, pero en mayor cantidad hay granos específicos con un contenido en lisozimas, activadores del complemento, colagenasas, etcétera. Son uno de los principales tipos celulares que intervienen en la defensa frente a las infecciones bacterianas. Los eosinófilos representan del 2 al 5% de la población leucocitaria. Su núcleo es bilobulado y en su citoplasma los granos específicos se caracterizan por su fuerte apetencia por colorantes ácidos como la eosina. Estos granos poseen proteínas de carácter básico como la proteína básica mayor y la proteína catiónica eosinófila, las cuales intervienen en la lucha contra las infecciones parasitarias, además de histaminasas encargadas de neutralizar la acción de la histamina en reacciones alérgicas. Los basófilos son los leucocitos granulares menos abundantes y más pequeños, representando el 0.5% del total. Su núcleo es poco lobulado. Se caracterizan por poseer granos específicos que se tiñen con colorantes básicos como la hematoxilina. El contenido en heparina e histamina de sus granos específicos, así como la presencia en su membrana plasmática de receptores para las inmunoglobulinas E, hace pensar que actúan en el tejido conjuntivo en cooperación con las células cebadas o mastocitos.
Los leucocitos agranulares carecen de granos específicos en su citoplasma pero sí presentan una escasa población de granos inespecíficos. Los linfocitos son tras los neutrófilos los leucocitos más abundantes, representando del 20 al 35 % de los leucocitos. Son células pequeñas, aunque se puede encontrar una cierta variabilidad en su tamaño, lo cual parece no estar relacionado con los diferentes tipos de linfocitos. Los dos grandes grupos de linfocitos son los B y los T. Ambos principales responsables de las respuestas de defensa inmune del organismo. Los otros leucocitos agranulares son los monocitos. Éstos se caracterizan por tener un tamaño grande en los frotis sanguíneos y por presentar un núcleo arriñonado. Los monocitos contribuyen a las respuestas de defensa del organismo, abandonando la sangre y desplazándose al lugar de la infección o daño, donde se convierten en macrófagos.
En general la vida de los elementos celulares que forman la sangre es muy corta, y puede ir desde horas a unas pocas semanas (excepto algunos linfocitos denominados de memoria que pueden durar años). Por tanto se deben generar continuamente células sanguíneas, proceso conocido como hematopoyesis (Figura 4). En humanos, los lugares donde esto ocurre cambia durante el desarrollo: en embriones es sobre todo en el saco vitelino, durante la etapa fetal se traslada al hígado, bazo, tejido linfático y después a la médula ósea roja. Tras el nacimiento, la hematopoyesis se traslada a la médula ósea del hueso trabecular y la cavidad medular de los huesos largos. En adultos ocurre en los huesos de cráneo, pelvis, vértebras, esternón, y las zonas próximas de la epífisis del fémur y el húmero. La hematopoyesis en adultos se puede reiniciar en el hígado y en el bazo bajo ciertas circunstancias.
3. Plasma
El plasma es el componente fluido de la sangre y representa más de la mitad del volumen sanguíneo. Es un 90 % agua, mientras que el resto es mayoritariamente proteínas, pero también iones, aminoácidos, lípidos, y gases. Es el principal medio de transporte de nutrientes y productos de desecho.
La albúmina es la proteína más abundante del plasma (54 % del total de proteínas) y desempeña diversas funciones. Muchas moléculas se asocian a ella para ser transportadas por la sangre como ácidos grasos y hormonas esteroideas. También es el factor más importante para el mantenimiento de la presión osmótica de la sangre, lo cual contribuye a mantener y regular el volumen sanguíneo. Las globinas son las segundas proteínas más importantes del plasma. Es un grupo de proteínas que representan aproximadamente el 38 % de las proteínas del plasma y se divide en 3 tipos: alfa, beta y gamma. Las alfa y beta se sintetizan en el hígado y transportan hierro, lípidos y vitaminas liposolubles. También contribuyen a la osmolaridad de la sangre. La globulinas gamma son los anticuerpos solubles del sistema inmunitario, también denominadas inmunoglobulinas. El fibrinógeno es otra proteína del plasma que, aunque no muy abundante, es importante para la coagulación de la sangre. El fibrinógeno se sintetiza en el hígado. Las proteínas que forman el plasma pueden ser específicas de la sangre o aparecer también en otros tejidos, como enzimas, inmunoglobulinas y hormonas.
4. Coagulación
La sangre es un líquido que circula por las vasos sanguíneos. Cuando hay una rotura de algún conducto, la sangre que se escapa debe convertirse en un gel (coágulo) que tapone la rotura y evite más pérdida de sangre. En el suero sanguíneo viajan numerosas proteínas que actúan durante la coagulación, es dicir, la formación de un coágulo de fibrina. Una trombosis es una patología en la cual se dispara el proceso de coagulación dentro del propio vaso sanguíneo, produciendo un trombo y la obstrucción de la circulación.
Hay dos vías de iniciación de la coagulación: factor de los tejidos y contacto. La vía del factor de los tejidos se llama así porque se necesita la activación de la proteína llamada factor tisular (TF; Tissue factor). También se llama vía externa porque es necesario que el plasma entre en contacto con un elemento externo, como es el factor tisular. Cuando las células que expresan el factor tisular entran en contacto con la sangre se inicia el proceso de coagulación. La vía por contacto, o vía intrínseca, se dispara cuando la sangre entra en contacto con algunas superficies artificiales como el vídrio, arcilla y otros.
Ha vía intrínseca es un proceso de activación de zimógenos (precursores inertes de un enzima) mediante proteolisis. Pero estas enzimas activadas necesitan de cofactores específicos y adhesión a la superficie de una membrana celular. Los cofactores también viajan en el plasma como precursores (pro-cofactores) que tienen que activarse proteolíticamente. Así, el factor tisular es una proteína integral de membrana que actúa como cofactor de la enzima serina proteasa similar a la tripsina, también llamada VII. VIIa (activada) tiene una actividad muy débil, pero cuando se une al factor tisular se incrementa enormente su actividad. La actividad de este enzima activa a otras dos (IX y X) , que junto con sus cofactores asociados a una membrana disparan la producción de trombina, que es una serín proteasa, que convierte el fibrinógeno en fribrina, la cual se ensambla espontáneamente en redes y genera el coágulo.
Ha vía extrínseca comienza con la activación del factor XII, lo cual ocurre tras el contacto con una superficie artificial. Por una serie de sucesivas actaciones se llega a un punto común con la vía intrínseca, y es la activación de la enzima X. Esta vía ocurre in vitro, y no parece tener funciones en la homeostasis de la sangre, aunque podría tener algún papel en ceirtas patologías sanguíneas
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Bibliografía ↷
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Smith SA, Travers RJ, Morrissey JH. 2015. How it all starts: initiation of the clotting cascade. Critical review in biochemical and molecular biology. 50: 326-336. doi: 10.3109/10409238.2015.1050550
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Óseo 