Hematopoyesis y bases fisiológicas de la producción de eritrocitos
La hematopoyesis es el proceso a través del cual se producen los elementos formes de la
sangre, esto ocurre en la médula ósea que se encuentra en la gran mayoría de los huesos como
los huesos largos (fémur), las vértebras, costillas, esternón, huesos del cráneo, cintura
escapular etc. Este proceso inicia con las células madre hematopoyéticas o pluripotenciales,
que tienen la capacidad para diferenciarse en diferentes linajes celulares, tales como los
eritrocitos, plaquetas y leucocitos. Una vez que la célula madre se diferencia se produce el
hemocitoblasto, sobre el cual van a actuar diferentes factores de crecimiento y hormonas que
determinen la producción de los diferentes tipos de células sanguíneas, y que en el caso de
los eritrocitos el factor regulador es la eritropoyetina, una hormona producida en los riñones
(células peritubulares) que participa en la diferenciación y maduración de los eritrocitos, a su
vez, el fenómeno regulador de la producción de los eritrocitos es la eritropoyesis.
La regulación de la producción de eritropoyetina está relacionada con la disponibilidad de
oxígeno, de tal manera que cuando disminuye la cantidad de oxígeno que llega a los tejidos
aumenta la producción de eritropoyetina. Un factor importante que participa en la regulación
génica de la eritropoyetina es el factor inducido por hipoxia (HIF-1), una proteína que
incrementa la expresión de una serie de genes específicos en presencia de bajas
concentraciones de oxígeno, en este caso aumenta la expresión del gen que codifica la
eritropoyetina.
El HIF-1 está conformado a su vez por dos subunidades, una subunidad alfa (HIF-1a) y una
subunidad beta (HIF-1b), de estas dos la subunidad alfa es la de mayor importancia ya que
está regulada por el oxígeno, de tal manera que en casos de normoxia o concentraciones de
oxígeno normales la HIF-1a se degrada por hidroxilación y es destruida, mientras que cuando
las concentraciones de oxígeno son bajas como en la hipoxia la HIF-1a no se degrada, sino
que se une a la HIF-1b dando origen a la HIF-1 que va a ser el encargado de aumentar la
expresión de genes como el gen que codifica a la eritropoyetina.
En resumen la disminución de oxígeno o hipoxia produce la expresión de HIF-1 que a su vez
aumenta la producción de eritropoyetina y esta aumenta la producción de eritrocitos.
Al producirse un estado de hipoxia sistémica, como es el caso de la anemia, se induce
la formación de HIF-1 y 2. Las células tubulares renales expresan sólo HIF-1. El
HIF2 se encuentra en las células glomerulares, las células endoteliales peritubulares
y los fibroblastos intersticiales.
Por otro lado, la disminución del aporte de oxígeno al riñón puede llevar a una anemia, ya
sea debido a una alteración de la captación de oxígeno por parte de la molécula de
hemoglobina (hipoxemia), o a una disminución del flujo de sangre hacia el riñón (estenosis
de la arteria renal).
,En la médula ósea el primer precursor eritroide es el proeritroblasto, el cual experimenta una
serie de divisiones (eritroblasto basofílico, eritroblasto policromatofílico, eritroblasto
ortocromático y reticulocito) que terminan dando origen de 16 a 32 eritrocitos maduros.
El eritrocito no consume oxígeno, por lo que este obtiene la energía para funcionar a través
de dos vías metabólicas que son la vía de Embden-Meyerhof y la vía de la hexosa-
monofosfato, las cuales además de no usar oxígeno para evitar que el eritrocito se consuma
el oxígeno que transporta, producen Nicotiamida-Adenina Dinucleotido fosfato (NADPH),
la cual es necesaria para reducir al glutatión y este a su vez evita que los grupos sulfidrilo de
la hemoglobina se oxiden a metahemoglobina, ya que si se forma la metahemoglobina esta
no va a ser capaz de transportar el oxígeno, y por ende no va a ser competente.
El eritrocito cumple su función de llevar el oxígeno hacia los tejidos gracias a la
hemoglobina, la cual está conformada por 4 cadenas de globina + 4 grupos hemo, a su vez
cada grupo hemo está conformado por un hierro (por lo que una molécula de hemoglobina
tiene 4 hierros) que está rodeado por un núcleo tetrapirrólico de porfirina.
El oxígeno se transporta a los tejidos unido a la hemoglobina contenida en los eritrocitos
circulantes. El eritrocito maduro tiene un diámetro de 8 μm, es anucleado y tiene forma de
disco. El órgano encargado de la producción de eritrocitos se denomina eritrón, este es un
órgano que contiene tanto precursores celulares eritroides de la médula ósea como una gran
masa de eritrocitos maduros circulantes, el tamaño de esta masa de eritrocitos refleja el
equilibrio entre la producción y destrucción de los mismos. Para que el eritrón pueda
funcionar de manera adecuada debe haber 1) producción renal normal de eritropoyetina, 2)
los precursores eritroides de la médula ósea deben funcionar correctamente y 3) un aporte
apropiado de los elementos necesarios para la síntesis de hemoglobina (como el hierro). Por
lo tanto, una alteración de cualquiera de estos 3 componentes puede producir anemia.
Los elementos esenciales de la eritropoyesis (producción de eritropoyetina, disponibilidad de
hierro, capacidad proliferativa de la médula ósea y maduración eficaz de los precursores
eritrocíticos) se utilizan para la clasificación inicial de la anemia.
, Existen dos tipos de líneas celulares, la línea mieloide que da origen a los eritrocitos,
granulocitos (neutrófilos, basófilos y eosinófilos), monocitos y megacariocitos (que
da origen a las plaquetas), y la línea linfoide que da origen a los linfocitos T y B.
El tiempo que se demora una célula madre en diferenciarse en un eritrocito son 6 días.
La eritropoyetina actúa uniéndose a receptores específicos en la superficie de los
precursores eritroides de la médula, lo que induce su proliferación y maduración.
Los valores normales de eritropoyetina en sangre varían entre 2.6 a 18.5 miliunidades
por mililitro o 10 a 25 unidades por litro. Tiene una semivida o vida media de 6 a 9
h.
Las concentraciones plasmáticas de la eritropoyetina disminuyen en casos de anemia
por inanición (desnutrición), enfermedades reumáticas, infecciones, nefropatías
crónicas y neoplasias.
Las concentraciones plasmáticas de eritropoyetina aumentan en casos de anemia
hemorrágica, hemolítica, hiporregenerativa y arregenerativa, hipoxia crónica,
embarazo y en nefropatías como riñones poliquísticos, hipernefroma y estenosis de
la arteria renal.
El hematocrito en el caso de los hombres varía entre 40% a 54%, y en la mujer varía
entre 37% a 47%.
El hematocrito es menos útil que la hemoglobina para valorar una anemia ya que este
se determina en porcentajes, más no se cuantifica de manera exacta como la
hemoglobina.
El hierro, el ácido fólico o vitamina B9 y la vitamina B12 ayudan a la síntesis de
ADN, lo cual es importante para la maduración de las células en la médula ósea.
, Anemia
La anemia se define como la disminución de la masa total de los eritrocitos circulantes por
debajo de los límites normales. La anemia disminuye la capacidad de transporte de oxígeno
de la sangre, produciendo una hipoxia tisular.
Los valores normales de la hemoglobina son: Hombres (13-18 mg/dl), mujeres (12-16
mg/dl). Según la OMS la anemia se define con una hemoglobina para los hombres < 13, para
las mujeres < 12 y para las mujeres embarazadas < 11.
Consideraciones
Los valores de hemoglobina varían según la altura sobre el nivel del mar y según la población.
Según la altura sobre el nivel del mar existe una relación proporcional entre este y los valores
de hemoglobina, es decir, a mayor altura viva la persona mayores van a ser los valores de
hemoglobina que esta maneje debido a la disminución de la presión atmosférica y de la
presión parcial de oxígeno para compensar.
A mayor altura mayor es el valor del límite inferior de la hemoglobina, por lo que se va
sumando el valor correspondiente tanto para hombres como para mujeres, por ejemplo si una
mujer vive a 3000 msnm se le agrega 1,9 al límite inferior que es 12, y ese sería su valor
normal de hemoglobina, es decir, 13,9.
El tipo de población también
influye en los valores de
hemoglobina
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