Sistemas circulatorios: células sanguíneas

Además de iones como Na+ o Cl, gases disueltos como O2 y CO2, y moléculas orgánicas de diferentes tamaños como glucosa o lipoproteínas, en los fluidos de los sistemas circulatorios hay células. En vertebrados hay tres grandes familias: glóbulos rojos (o eritrocitos), glóbulos blancos (o leucocitos) y trombocitos. Y cada una de ellas cumple funciones diferentes.

Eritrocitos

Estas son, con diferencia las células más abundantes en la sangre. En un solo mililitro de la de pollo hay tres mil millones, siete mil millones en la de vaca o cerdo, diez mil millones en la de caballo, y trece mil millones en la de cabra. Contienen en su interior hemoglobina, una proteína que se combina con O2 y con CO2 con facilidad y a la que, por ser de color, llamamos pigmento; el color rojo se lo debe al átomo de hierro que contiene. En invertebrados, como veremos en otra ocasión, hay pigmentos diferentes de la hemoglobina, y en unos pocos grupos se encuentran en el interior de corpúsculos en la hemolinfa; su color no tiene por qué ser rojo, pues depende del metal que contiene.

La principal función de estas células es respiratoria: transportan O2 de los órganos respiratorio a los tejidos y CO2 en sentido contrario. En la mayor parte de los vertebrados tienen forma oblonga oval, y los más grandes son los de los reptiles. Los de mamíferos son planos y con forma de disco en el que la parte externa es más gruesa que el centro: parecen donuts sin agujero central. Probablemente esas características facilitan, al aumentar la relación superficie:volumen, la difusión hacia y desde el interior del glóbulo rojo.

Los eritrocitos tienen una membrana muy flexible, por lo que pueden penetrar en capilares cuyo diámetro es inferior al suyo propio. El diámetro de los eritrocitos de mamíferos es de 8 µm, mientras que el de algunos capilares es de 3 µm.

Los eritrocitos de aves tienen un núcleo inactivo y los de mamíferos carecen de núcleo. Quizás por esa razón su vida es muy breve: entre 100 y 110 días los de mamíferos domésticos, y alrededor de un mes los de loros y pollos. Los eritrocitos no funcionales son eliminados por macrófagos, principalmente en el bazo. Este órgano sirve también de almacén. Los caballos, por ejemplo, duplican la concentración de eritrocitos en la sangre cuando empiezan a correr al expulsar, mediante contracciones, los que tiene almacenados en el bazo. Y algo muy similar hacen los mamíferos marinos antes de sumergirse; en estos los eritrocitos cumplen funciones de almacén de oxígeno.

La reposición de los glóbulos rojos se produce, de manera permanente, a partir de tejidos llamados hemopoiéticos. En los peces óseos esa función la cumplen el riñón y el bazo. En mamíferos y aves se producen en la médula de determinados huesos mediante un proceso denominado eritropoiesis. Los seres humanos producimos entre dos y tres millones de glóbulos rojos por segundo. Los eritrocitos proceden de células troncales pluripotentes, cuyas divisiones y diferenciación dan lugar a estas células (y también a leucocitos y trombocitos). Su generación está regulada, de manera que su cantidad se mantiene bastante constante, y en ella participa la hormona eritropoietina. La eritropoiesis se ajusta en respuesta a la pérdida, por hemorragia, de glóbulos rojos, o al transitar a un medio hipóxico.

Leucocitos

Los leucocitos son las unidades móviles del sistema de defensa de los vertebrados. Los hay de diferentes tipos y el número o proporción en que se encuentran en la sangre depende del tipo de elemento patógeno al que han de hacer frente. Repasaremos a continuación las clases de leucocitos de los mamíferos, sin entrar en cuestiones propias del campo más específicamente inmunológico.

  • Los neutrófilos son células fagocitarias de gran movilidad que incorporan y destruyen materiales indeseados; se los comen, literalmente. A menudo tienen la capacidad de reconocer agentes invasores y destruirlos sin que medie ningún otro elemento.
  • Los eosinófilos secretan sustancias que destruyen gusanos parasitarios.
  • Los basófilos liberan histamina, que provoca inflamación, y heparina, un anticoagulante. Facilitan así la llegada de sangre a una zona infectada y, con la sangre, otros leucocitos.
  • Los monocitos se transforman en macrófagos, que son células fagocitarias de gran tamaño ligadas a tejidos. Una vez han fagocitado y digerido un invasor, despliegan fragmentos del invasor (antígenos) en su superficie, de manera que informa así a los linfocitos del ataque.
  • Los linfocitos T citotóxicos destruyen células invadidas por virus o células mutantes sin fagocitarlas; también hay linfocitos T colaboradores, cuya función consiste en activar otras células inmunitarias. Los linfocitos B se transforman en plasmocitos, células que producen anticuerpos e inmunoglobulinas, que son glucoproteínas que reconocen de manera unívoca un antígeno específico y se adhieren a él.
  • Las células asesinas naturales o linfocitos grandes son una clase especial de linfocitos que de forma espontánea y relativamente no específica lisan células infectadas con virus y células cancerosas.

Trombocitos

Los trombocitos son células que se encuentran en la sangre de todos los vertebrados excepto la de mamíferos. Circulan en estado inactivo y se activan cuando en un tejido próximo se produce una herida. En ese momento se empiezan a romper en fragmentos o plaquetas, que son las que intervienen para que la sangre se coagule y se cicatrice la herida producida. En los mamíferos las cosas son algo diferentes, pues las plaquetas no proceden de eritrocitos circulantes, sino de megacariocitos, que son células que se encuentran en la médula ósea.

Los megacariocitos proceden de las misma células troncales que dan lugar a leucocitos y eritrocitos. Son, como su prefijo indica, de gran tamaño: su radio es de unas 30 µm. De la superficie de los megacariocitos se desprenden unas vesículas que se hallan envueltas por membrana celular, y que contienen citoplasma y algunos orgánulos celulares pero carecen de núcleo. Son las plaquetas. Un megacariocito puede llegar a producir unas mil unidades. Al cabo de un periodo que no llega a dos semanas, son retiradas de la circulación por macrófagos y repuestas por nuevas plaquetas. Una hormona, denominada trombopoietina es la responsable de activar el desarrollo de nuevos megacariocitos y de que los ya existentes eleven la producción de nuevas plaquetas. Como ocurre con los eritrocitos, el bazo actúa como almacén, pues una tercera parte de las plaquetas existentes se encuentra en ese órgano. Se liberan a la circulación, en función de las necesidades, mediante contracciones del bazo que son estimuladas por el sistema nervioso simpático.

Las plaquetas se encuentran en estado inactivo en el sistema circulatorio y su activación se produce en respuesta a una hemorragia en un tejido próximo. Como se ha señalado, carecen de núcleo pero contienen orgánulos y sistemas enzimáticos para la síntesis de productos de secreción, que son almacenados en gránulos dispersos por el citosol. Contienen, además, actina y miosina en altas concentraciones, lo que les permite contraerse. Tanto la secreción de sustancias diversas, como la posibilidad de contraerse son funcionalidades importantes para conseguir la hemostasia que es la función que desempeñan estos fragmentos celulares.

En los animales cuyo fluido circulatorio es la hemolinfa también existen sistemas de células que realizan la función de los trombocitos y las plaquetas. En insectos, por ejemplo, las heridas en el exoesqueleto provocan la coagulación de la hemolinfa. Hay en esta un conjunto de células (en una concentración de unos cincuenta millones por mililitro), que son denominados de forma colectiva hemocitos. Los denominados hemocitos hialinos secretan filamentos de proteína cuando se produce una herida. Esos filamentos interactúan con otras proteínas disueltas en la hemolinfa y forman una placa insoluble en el lugar donde se ha producido la herida.

Sobre el autor: Juan Ignacio Pérez (@Uhandrea) es catedrático de Fisiología y coordinador de la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU

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