Metabolismo y membrana del glbulo rojo

Metabolismo y membrana del glbulo rojoT.M. Jenny Rojas Cordero

Metabolismo de los glbulos rojosLos GR adultos poseen enzimas citoplasmticas que son capaces de metabolizar la glucosa y formar pequeas cantidades de adenosintrifosfato (ATP) y la forma reducida de la nicotin-amida-dinucletido fosfato, NADPH.La glucosa penetra al GR por difusin facilitada, para convertirse en glucosa-6-fosfato(G6P), el cual puede seguir 2 vas.El 80-90% se convierte en lactato mediante la va glucoltica, a partir de una reaccin colateral se obtiene el mediador de la afinidad de la Hb por el O2, el 2-3 difosfoglicerato (2-3 DPG)El 10% es sometida a oxidacin, por medio de un cortocircuito de la hexosa-monofosfato. Esta va mantiene al glutatin reducido, para proteger a la Hb y a la membrana del eritrocito de la oxidacin por radicales libres (perxido uy superxidos) por oxidantes exgenos (frmacos y toxinas).El NADPH sirve a los hemates de varias formas: - Mantiene la flexibilidad de la membrana.- Mantiene el transporte de iones a travs de la membrana. Permite regenerar el ATP que proporciona la energa para que la membrana del GR mantenga til la bomba de sodio-potasio impidiendo la entrada de sodio y agua a su interior y que provocara su destruccin. Contribuye a mantener la forma del GR.

Mantiene el hierro de la Hb en forma ferrosa (Fe+2) en lugar de frrica (Fe+3) que provoca la formacin de metahemoglobina que no transporta O2.Evita la oxidacin de las protenas de los hemates.La nica fuente de energa del eritrocito maduro es la glucolisis anerobica, cuyo rendimiento neto es de 2 ATP por cada molcula de glucosa oxidada. Esto es suficiente para que desarrolle funciones que permitan su supervivencia en circulacinEl eritrocito presenta 4 vas metablicas:- Glucolisis anaerbica- Metabolismo xido-reductor.- Metabolismo nucletidico y- Sistema diafortico.GLUCOLISIS ANAERBICALa glucosa que entra al interior del GR es oxidada a piruvato mediante un proceso de glicolisis sin consumo de O2 (anaerobio). En un proceso que consta de 2 etapas:a) Transformacin de glucosa en gliceraldehido-3-P (GA3P) y dihidroxiacetona-P (DHAP) con consumo de 2 ATP.b) Oxidacin de ambos compuestos a piruvato y lactato con formacin de 2 ATP por cada molcula de GA3P (Total 4 ATP/glucosa), el piruvato se transforma en lactato por accin de la LDH eritrocitara.Participan 3 enzimas que catalizan reacciones irreversibles y son:Hexoquinasa (HK) Transforma glucosa en glucosa 6 fosfato (G6P)Fosfofructoquinasa (PFK) transforma fructosa-6-P en fructosa-1,6-diP (Fi,6DP).Piruvatoquinasa (PK) transforma el fosfoenolpiruvato (PEP) en piruvato.Una derivacin del la gluclisis anaerbica es el ciclo que transforma 1,3 difosfoglicerato (1,3 DPG) en 2-3-DPG y mediante fosforilacin se transforma en 3-Pglicerato cerrando el ciclo.Es probable que el 2-3 DPG constituya un reservorio energtico frente a disminucin de pH intraeritrocitario que disminuye actividad glucoltica.El 2-3-DPG se une a cadenas de Hb favoreciendo la liberacin del O2. Su aumento desplaza la curva de disociacin de la oxihemoglobina hacia la derecha. Entre los factores que aumentan el 2-3 DPG en el GR se cuenta la disminucin de pH citoslico, las hormonas tirodeas, la hormona del crecimiento y los andrgenos.Otra reaccin de la glucolisis anaerbica es catalizada por la enzima gliceraldehido-3-P-DH y mantiene el NADH en estado reducido, que es imprescindible para mantener el Fe a la HB en estado reducido, catalizada por NADH diaforasa o citocromo B5-reductasaMETABOLISMO OXIDO-REDUCTORUna alternativa al ciclo de la gluclisis es el ciclo de la hexosa monofosfato (va de las pentosas). Equivale al 5-10% del catabolismo de la glucosa. Esta va funciona sin consumo de O2, de forma que su actividad puede aumentar 20-30 veces si se produce un brusco aumento de la oxidacin intraclula.El factor limitante es el cociente NADP+/NADPH y la enzima glucosa -6P-DH que precisa el cofactor NADP+, pero que a la vez es intensamente inhibida por NADPH (reducido).Durante el desarrollo de la funcin del eritrocito puede verse sometido a reacciones oxidantes y el NADPH es suficiente para amortiguarlas.El glutatin que en estado reducido (GHS) tambin realiza funcin amortiguadora. Es un tripeptido sintetizado por 2 enzimas que necesitan consumo de ATP. Bajo forma reducida y mediante reaccin catalizada por la glutatin perxidasa, elimina el exceso de perxido.Niveles de glutatin elevado mantenido por NADPH y la actividad de la glutatin reductasaEl poder reductor del eritrocito reside en su capacidad de regenerar NADPH, necesario para mantenerel nivel de glutatin reducido.El dficit congnito de G-6-P-DH implica disminucin del poder reductor del GR.Como el glutatin no disfunde a travs de la membrana, su concentracin se mantiene debido a 2 enzimas: delta-glutamilcisteinasintetasa y glutatin sintetasa.

METABOLISMO NUCLETIDICOEl GR tambin dispone de otras enzimas que contribuyen al mantenimiento del ATP y que actan sobre la mezcla de nucletidos adenlicos(ATP y en menor proporcin ADP y AMP), destacndose: adenilatoquinasa (AK), la ATPasa, la adenosindiaminasa (ADA) y la pirimidina-5-nucleotidasaMEMBRANA ERITROCITARIAA medida que el eritrocito o glbulo rojo envejece pierden la capacidad de deformarse debido a que van adquiriendo rigidez en la membrana producto de la disminucin en el aporte de ATP y otros eventos en su superficie lo que impide el paso normal por los capilares del bazo. Este proceso lleva a la destruccin de aquellos Gr que quedan detenidos en el bazo por un proceso llamado hemocatresis.Membrana eritrocitaria: Responsable de la forma del GR, mantiene su deformidad y elasticidad, su permeabilidad le permite regular el volumen.Presenta un modelo de mosaico fluido, formada por lpidos, protenas e hidratos de carbonoLipidos: (40%) Dispuestos en doble capa donde se hayan sumergidas protenas, llamadas protenas integrales y su superficie interna recubierta por una estructura fibrilar de protnas (citoesqueleto).

Los lpidos constituidos por fosfolpidos y colesterol y en menor proporcin cidos grasos libres y glucolpidos. Al ser dispuestos en dos capas permiten que los grupos polares queden en el exterior y los apolares se unan entre s.Esta estructura es fluida por el carcter insaturable de los cidos grasos que forman parte de los fosfolpidos.Proteinas: (50%) Pueden hallarse total o parcialmente sumergidas en la doble capa lipdica. Las protenas integrales forman estructuras de la membrana y las perifricas el citoesqueleto.Los carbohidratos: (10%)

PROTENAS MS IMPORTANTES DEL GR.Banda 3 o canal anonico: Es la protena integral ms abundante codificada por el gen situado en el cromosoma 17. Su fragmento oligosacrido es responsable de la antigenicidad de los grupos sanguneos Ii y ABH. Contribuye a :- Intercambio de iones Cl y HCO3 entre el interior y el exterior del GR.- Fija el citoesqueleto a la bicapa lipdica.Glicoforinas: Ricas en cido saliclico. Las de mayor importancia son cuatro (A,B,C,D) constituye el 2% de las protenals de membrana. Los fragmentos glcidos de estas protenas afloran a la superficie externa de diversos grupos sanguneos. La glicoforina C desempea un papel importante en la unin del citoesqueleto a la bicapa lipdica.

Bomba Na, K ATPasa: Dependiente de ATP y regula el intercambio Na+ y K+.GLUT 1: Es una protena estructurada como un hemotetramero y realiza el transporte de glucosa a travs de la membrana eritrocitaria, mediante transporte de difusin facilitada.Otras protenas transportadoras como:-Cotransportador de glicina y sodio, permite incorporar aminocidos a la clula.-Transportador de colina, incorpora molcula nitrogenada fundamental para la sntesis de fosfolpidos de membrana fosfatidilcolina.Transportador de uridina que permite movimiento de base nitrogenada a favor de su potencial qimico de difusin.

- Intercambiador Na-protn- Transportadores de tirosina, fenilalanina, triptfano, valina, leucina , lisina, arginina ,adenosina, AMPc, glicerol, piruvato, lactato, cido rico, creatinina, etc.Protenas perifricas: Conforman el citoesqueleto y son:Espectrina: La ms abundante del citoesqueleto, formado por 2 dimeros, cada una con una cadena alfa codificada en el cromosoma 1y una cadena beta codificada en el cromosoma 14. Establece interacciones funcionales con otras protenas del esqueleto, especialmente actina, protena 4 y la ankirina.Proteina 4,1: Favorece la unin entre la espectrina y la actina y el anclaje del esqueleto a la bicapa lipdica.

Protena 2,1 o Ankirina: Punto de anclaje del esqueleto a la bicapa lipdica, especialmente a la banda 3.Actina: Se une a la espectrinaProtena 4,9: necesaria para la configuracin molecular de la actina.Aducina, Tropomiosina y Palidina

MOLECULAS DE ADHESIN DEL GRLos eritrocitos expresan una gran cantidad de molculas de adhesin, entre las que destacan:CD47, que es el receptor para trombospondina.CD239, corresponde al antgeno Lutheran, funciona como receptor para laminina en clulas drepanocticas.CD242, corresponde al antgeno LW y es capaz de unir varias formas de integrinas comnmente expresadas por leucocitos y otros tejidos.CD147, molecula necesaria para que el GR pueda atravesar el Bazo y regresar a la circulacin.CD44 coopera con VLA-4 como receptor para fibonectina.CD99, media interacciones GR-Linfocito, aunque su rol no es conocido.