Metabolismo del eritrocito Dra. Judith Izquierdo Medicina Interna

MORFOLOGIA Y FISIOLOGIA ERITROCITARIA ERITROPOYESIS MEMBRANA ERITROCITARIA METABOLISMO ERITROCITARIO

ERITROPOYESIS La eritropoyesis es el conjunto de procesos que dan lugar - gracias a las diversas divisiones, diferenciaciones y maduración - a la formación de los hematíes

ERITROPOYESIS

ERITROPOYESIS

FACTORES ESTIMULANTES ERITROPOYETINA (EPO) Producción: Riñón: células intersticiales peritubulares Hígado, útero, cerebro, endotelio vascular CITOCINAS Producción: Linfocitos T Algunas otras células del estroma medular Hormonas, vitaminas, Fe

Lodish y cols.: ”Molecular Cell Biology”.5º Ed. W.H. Freeman 2004

Características Se denomina normocito al eritrocito con características estándar normales Tiene unas 7-8 μ de diámetro Posee una forma bicóncava Estructuralmente, el eritrocito consta de: Membrana Hemoglobina Enzimas

MEMBRANA ERITROCITARIA La membrana es responsable de la forma discoide del eritrocito y contribuye a mantener su deformabilidad y elasticidad Está formada por : lípidos proteínas e hidratos de carbono Los lípidos forman doble capa en la que se sumergen las proteínas integrales. Las denominadas proteínas del esqueleto carecen de contacto directo con los lípidos de la membrana

MEMBRANA ERITROCITARIA La interacción entre lípidos, proteínas integrales y proteínas del esqueleto condiciona la característica forma bicóncava del eritrocito Los glicolípidos están concentrados en la parte externa (glucocálix) y transportan los determinantes antigénicos que definen los grupos sanguíneos La elevada capacidad para deformarse, les permite atravesar espacios de diámetro muy inferior al suyo propio. Cualquier trastorno capaz de disminuir esta deformabilidad causará en mayor o menor grado la supervivencia del hematíe

INTEGRALES Proteína 3 Glucoforinas A,B,C ATPasa (transporte) ESQUELETO Espectrina: cadenas α y β Actina Proteínas 4.1 y 4.9 Ankirina

MEMBRANA ERITROCITARIA

Metabolismo Eritrocitario LOS SISTEMAS NECESARIOS PARA LA SUPERVIVENCIA DEL ERITROCITO SON: 1) Una Membrana intacta 2) Una Vía Glucolítica que funcione 3) El Metabolismo de los nucleótidos

Metabolismo Eritrocitario Sistemas metabólicos del eritrocito son: Glicólisis anaerobia: producción de ATP Sistema oxidorreductor: defensa antioxidante Sistema diaforásico: Protección de la Hb Metabolismo nucleotídico: mantenimiento del ATP

Metabolismo Eritrocitario Para que el hematíe cumpla todas sus funciones necesita la energía proveniente de la degradación de la glucosa (glicólisis) en forma de ATP. En esta glicólisis, se formarán 2 moléculas de ATP por cada molécula de glucosa oxidada La glicólisis eritrocitaria puede realizarse por dos vías metabólicas: Principal o vía de Embden-Meyerhof (glicólisis anaerobia) Secundaria o vía de las pentosas (aeróbica)

Funciones de ATP eritrocitario Inicio y mantenimiento de la glucólisis Sintetizar glutatión y otros compuestos de importancia funcional Mantener el hierro de la hemoglobina en estado reducido Mantenimiento de los fosfolípidos de membrana Mantenimiento de la plasticidad de las proteínas del citoesqueleto. Mantener el transporte iónico y el contenido acuoso intraeritrocitario Mediación de reacciones de recuperación de nucleótidos.

Glicólisis anaerobia : vía de Embden-Meyerhof La glucosa que difunde hacia el interior del eritrocito a partir del plasma es oxidada a piruvato mediante un proceso de glicólisis sin consumo de oxígeno (anaerobio) y con formación de 2 moléculas de ATP Las tres enzimas de esta vía son: Hexocinasa (HK) Fosfofructocinasa (PFK) Piruvatocinasa (PK) El déficit de cualquiera de estas enzimas puede ser causa de una anemia hemolítica

Metabolismo Oxidorreductor :vía de las pentosas Esta vía funciona mediante consumo de oxígeno. La enzima principal es : glucosa -6- fosfatodeshidrogenasa (G6PD) Esta vía se encarga de eliminar los peróxidos de hidrógeno (H2O 2) que se producen y que impedirían al eritrocito su función reductora Esta vía consume ATP procedente de la glicólisis anaerobia El déficit congénito de G6PD comporta una gran disminución del poder reductor eritrocitario

El eritrocito tiene dos sistemas diaforásicos: Sistema diaforásico El mantenimiento de la función respiratoria de la hemoglobina (Hb) requiere que el hierro hemínico se halle en estado reducido Para ello necesita la enzima diafórasa o metahemoglobina reductasa (citocromo β5- reductasa) El eritrocito tiene dos sistemas diaforásicos: 1º Utiliza el NADH generado en la glicólisis 2ª Utiliza el NADPH generado en la vía de las pentosas

Metabolismo nucleotídico Junto con las enzimas glicolíticas, el eritrocito dispone de otras enzimas que contribuyen al mantenimiento del ATP. Entre ellas destacan: Adenilatocinasa (AK) ATPasa Adenosina desaminasa (ADA) Pirimidina 5´-nucleotidasa (P5´N)

VIA EMBDEN-MEYERHOF Glucosa Vía Pentosas Síntesis GSH HK Glucosa 6P ATP ADP HK Mg Glucosa 6P GPI Fructosa 6P PFK Mg ATP ADP Fructosa 1-6P ALD TPI DHAP G3P NAD NADH G3PDH Pi Reducción Meta Hb 1,3DPG

Degradación Nucleótidos y Vías de rescate VIA EMBDEN MEYERHOF 1,3DPG pH (-) pH (+) DPGM DPGP ADP ATP Mg PGK Shunt Rapoport Luebering 2,3DPG 3PG Degradación Nucleótidos y Vías de rescate PGM 2PG ENOL PEP ADP ATP Mg PK LDH PIRUVATO LACTATO NAD NADH

CICLO DE LAS PENTOSAS Glucosa 6P-gluconato Glucosa 6P NADP NADPH 6P-gluconato Glucosa 6P G6PDH NADP 6PGDH NADPH Ribulosa 5P + CO2 Xilulosa 5P Ribosa 5P Fructosa 6P F6P + G3P Gliceraldehído 3P (…)

SÍNTESIS y REGENERACIÓN DE GLUTATIÓN Ácido glutámico Cisteína ATP g GCS ADP Glicina g glutamilcisteína Stress oxidativo ATP Glutatión Sintetasa ADP G6PD G6P NADP GSH H2O2 O2 SOD 6PG NADPH GSSG H2O Glutatión Reductasa Glutatión Peroxidasa

ARN ribosomal ribonucleasa nucleótidos purínicos pirimidínicos AMP GMP UMP CMP P5´N Pi Uridina Citidina

Vías metabólicas eritrocitarias