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Apoptosis, suicidio celular?


Realmente se puede hablar de "suicidio celular"... o más bien de "muerte programada"?

En cualquier caso, en nuestro organismo se estás destruyendo células durante toda la vida y cuando una célula debe morir, ella misma dispone de mecanismo para desencadenar su muerte



Apoptosis y Necrosis

Es un mecanismo que ocurre en todos los organismos pluricelulares, llamado también "muerte celular programada", que consiste en la eliminación de células dañadas o que ya no son necesarias. En el primer caso, se evita que su daño se transmita o afecte negativamente a las células vecinas y en el segundo, se trata de una parte del proceso de desarrollo y crecimiento, de forma que los tejidos se van reorganizando y eso implica la aparición de nuevas células y la eliminación de otras.

En todo organismo, especialmente los más complejos, es imprescindible que existan numerosos dispositivos de control que aseguren un correcto desarrollo y funcionamiento de todas las partes que lo componen. Uno de ellos es la Apoptosis, que además se encarga de mantener el equilibrio interno celular, de modo que el recambio de células se acomode en cada momento a las necesidades.
Por tanto, la Apoptosis consiste en una serie de reacciones que ocurren en el interior de la célula en respuesta a determinados estímulos y que conducen a su muerte de forma controlada y sin producir daño al resto de células del tejido en que se encuentran.

Tomado de "celulasgliales.com"
Solamente podemos hablar de Apoptosis cuando la muerte celular se produce de forma programada y controlada. La muerte de células de forma accidental, a causa de infecciones, agresiones mecánicas, falta de nutrientes o acción de agentes tóxicos, por ejemplo, se denomina "Necrosis". En estos casos, se trata de una muerte "violenta", no programada y por causas externas e impredecibles. Además, en la necrosis, la membrana celular se rompe y el contenido del citoplasma es expulsado al exterior, lo que puede provocar daños en las células adyacentes y una reacción inflamatoria.
Por otra parte, la necrosis es un proceso pasivo, sin intervención de mecanismo fisiológico alguno ni regulación.

El término Apoptosis fue propuesto por los científicos J.F. Kerr. A.H. Wyllie y A.R. Currie, en 1972, para diferenciarlo de la muerte por necrosis, pues implica el funcionamiento de una serie de mecanismos más o menos complejos y perfectamente regulados internamente.

Se trata de un conjunto de mecanismos tan complejos e importantes que en 2002 se concedió el Premio Nobel de Medicina o Fisiología a los investigadores S. Brenner, H.R. Horvitz y J.E. Sulston, "por sus descubrimientos relacionados con la regulación genética del desarrollo de órganos y la muerte celular programada".


Cómo ocurre la Apoptosis?

Hay diversos procesos que pueden llevar a la muerte de una célula cuando es necesario. Todos ellos coinciden en que están perfectamente regulados y controlados para que la célula se autodestruya sin afectar a sus vecinas (por eso se habla de "suicidio celular".

Tomado del artículo sobre Apoptosis de Mª Antonia Lizarbe,
en la revista de la Real Academia de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales (2007)
Independientemente de que ocurra de uno u otro modo, hay una serie de procesos que ocurren siempre en el interior de la célula y que conducen a su destrucción. Estos se desencadenan como consecuencia de estímulos químicos, internos o externos, que inician una cascada de reacciones que llevan a la muerte de la célula y eliminación de sus restos.

Cuando llegan estos estímulos, tanto si son internos (cuando la célula tiene daños en partes importantes de su interior, contiene sustancias tóxicas en exceso, envejecimiento con roturas en sus cromosomas, etc.) como externos (proteínas específicas que se unen a su membrana, por mecanismos muy poco conocidos), se inician una serie de cambios en la célula, que comienzan por una reducción de su tamaño y la aparición de irregularidades en la membrana a modo de protuberancias.

El núcleo también disminuye su tamaño y la cromatina (el ADN) se fragmenta y estos pequeños trozos se van concentrando en las proximidades de la membrana nuclear, la cual comienza a desintegrarse progresivamente.

Al mismo tiempo, las proteínas internas van siendo destruidas, principalmente por la acción de unas enzimas denominadas "Caspasas", que se han activado por los estímulos químicos que inician el proceso de muerte celular. Igualmente, las fibras proteicas que forman el esqueleto interno en el citoplama y que mantienen la forma de la célula y su tersura, también son destruidas por las caspasas.

La actividad celular se va paralizando, ya que las mitocondrias, al igual que el resto de orgánulos, también se condensan, se hacen más pequeñas y van disminuyendo drásticamente su actividad hasta paralizarse por completo. Las mitocondrias vierten al citoplasma algunos de sus componentes esenciales, como por ejemplo el "Citocromo C", lo cual al tiempo que altera e inactiva las reacciones internas conducentes a la producción de energía, tiene un efecto destructor sobre algunos componentes del citoplasma, acelerando su degeneración.

Tomado de "en.wikipedia.org"

Como culminación de todos estos procesos, la célula se desintegra en numerosos fragmentos, pero de forma que cada uno de ellos está rodeado por una parte de la membrana celular, sin que se liberen al exterior partes del citoplasma (ver figura).
Célula normal y célula fragmentada en cuerpos apoptóticos
(tomado de "literalmagazine.com")
Estos fragmentos reciben el nombre de "cuerpos apoptóticos" y son los restos de una célula ya muerta y desintegrada de una forma totalmente controlada, cada uno de ellos con restos de citoplasma y orgánulos en su interior, condensados (encogidos) e inactivos.

Queda ahora una última fase, que consiste en la eliminación de estos restos de forma controlada, para evitar que sus componentes puedan provocar daños o reacciones inflamatorias en el tejido.
Esto es llevado a cabo por fagocitos, procedentes de la sangre o también los que se encuentran en el propio tejido (como mecanismo de defensa).
Estas células especializadas se encargan de fagocitar y destruir en su interior los cuerpos apoptóticos (ver figura), del mismo modo que hacen con toda partícula extraña que se introduce en el organismo, sea una bacteria, virus o granos de polen, como ejemplos.
Estos cuerpos son reconocidos como extraños, es decir. como elementos que hay que destruir, debido a que la membrana que los rodea, procedente de la membrana plasmática de la célula, ha sufrido alteraciones morfológicas y en su composición química, lo que hace que ya no sea reconocida como una parte del organismo, sino como una partícula extraña y potencialmente peligrosa.


La Apoptosis es fundamental en el desarrollo

El desarrollo embrionario se caracteriza por la producción de gran número de células que deben ir conformando las distintas estructuras que constituirán el organismo que debe formarse.
Esto implica desde la destrucción de numerosas células defectuosas hasta la sustitución de algunas partes a medida que se van formando otras nuevas.
En consecuencia, se trata de un proceso muy complejo y que necesita de una enorme precisión en la formación de las estructuras anatómica características de la especie a que pertenece el individuo en desarrollo, eliminando partes que se vuelven innecesarias y corrigiendo todos los errores que es inevitable que se produzcan en tan complicado proceso.

Ya que en los inicios del desarrollo embrionario se forman estructuras comunes, por ejemplo para diferentes grupos de animales, es necesario que a medida que avanza se vayan produciendo otras específicas para la especie y se eliminen las que no corresponden. Es decir, hay una especie de formación inicial común, a grandes rasgos, que posteriormente va siendo depurada añadiendo y eliminando estructuras anatámicas hasta que el organismo adquiere su particularidad.
En todo este proceso la muerte celular programada es fundamental, como indicaron los científicos R.A. Lockshin y C. Williams en 1964, que fueron los que introdujeron este término, destacando que durante el desarrollo embrionario se produce la muerte controlada de numerosas células en los momentos y lugares oportunos.
Otro investigador, J.W. Saunders, completó esta afirmación aclarando que "durante el desarrollo embrionario, la muerte celular es un suicidio, no un asesinato".

Sucede que a lo largo del desarrollo es imprescindible que este mecanismo actúe de forma precisa y perfectamente controlada, ya que así el nuevo organismo llegará a tener la morfología y estructura orgánica y celular propia de su especie, sin errores ni anomalías, al tiempo que se evita la permanencia y multiplicación de células que podrían llegar a ser perjudiciales en dicho desarrollo, se eliminan estructuras innecesarias, el exceso de células o aquellas que son defectuosas, entre otras funciones. Todo esto demuestra que la Apoptosis es un mecanismo indispensable para el correcto desarrollo de los individuos en su fase embrionaria.

Tomado del artículo sobre Apoptosis de Mª Antonia Lizarbe, en la revista
de la Real Academia de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales (2007)
Sirva como ejemplo la imagen adjunta, en la que se representan dos procesos fisiológicos fácilmente comprensibles para ilustrar la importancia de la muerte celular programada.

En el primer caso se trata de la remodelación de estructuras, de modo que para que se formen las estructuras correctas deben ser eliminados elementos que se han formado inicialmente pero que en la especie concreta a la que pertenece el embrión no son necesarias, como ocurre con las membranas interdigitales en los humanos y en otros muchos otros animales, pero que se forman en las fases iniciales del desarrollo (en anfibios o aves acuáticas, sin embargo, se frena el proceso de destrucción de estos elementos).

En el segundo caso, se muestra que en ciertos momentos del desarrollo, ya no embrionario, como ocurre en la metamorfosis de insectos o anfibios, se eliminan estructuras que ya no son necesarias al tiempo que se forman otras nuevas, que terminarán de constituir el individuo adulto.


La Apoptosis en adultos

Además de ser cruciales estos mecanismos en el individuo en sus primeras fases del desarrollo, también resultan fundamentales en el adulto y a lo largo de toda la vida, ya que como se ha explicado antes, gracias a ellos se eliminan células innecesarias o anómalas, (por ejemplo, dañadas o cancerígenas), que podrían desencadenar reacciones inflamatorias o el desarrollo de estructuras dañinas para el organismo.
De este modo, la apoptosis es necesaria para mantener el adecuado equilibrio celular (Homeostasis) en todos los tejidos.

De hecho, en los seres humanos ya se han identificado numerosas afecciones con las cuales están asociados fallos en la regulación de la muerte celular programada o incluso su anulación en células concretas.
Así, tan perjudiciales son los casos en los que este proceso se acelera de forma descontrolada, como aquellos en que se bloquea y no ocurre.

En el siguiente artículo hablaré de los fallos en la apoptosis, tanto en el desarrollo embrionario como en adultos y las anomalías y enfermedades que se producen como consecuencia de ello, algunas conocidas por todos, ya que constituyen los mayores retos de la Medicina actual.




El hematocrito y los ciclistas


Un ciclista no puede participar en una prueba oficial si su hematocrito supera el 50%, ya que valores superiores a esta cifra se consideran dopaje

Pero, qué es esto y por qué no debe superar esa cifra?


Qué es el Hematocrito?

Empecemos por aclarar un poco más este concepto (ya se indicó qué era en el artículo "¿Por qué muchos deportistas entrenan en montaña?".
Se define Hematocrito como la porción o volumen de sangre ocupado por las células, medido en porcentaje. Es decir, el % de la sangre que corresponde a sus células (aunque, dadas las proporciones de éstas, casi se puede decir que es la proporción de glóbulos rojos, pues el resto ocupa una fracción mínima).
Teniendo en cuenta que se pueden separar los componentes de la sangre en dos partes, células y líquido (Plasma), el % del volumen ocupado por las primeras será el Hematocrito.
Esta separación se realiza tomando una pequeña cantidad de sangre de una persona, introduciéndola en un tubo de ensayo graduado y centrifugando (sometiéndolo a un movimiento rápido de rotación que hace que los elementos se separen según su peso, depositándose los más pesados en el fondo), de modo que las células quedarán agrupadas en la base y sobre ellas se situará el plasma (ver figura).
La calibración del tubo permitirá comprobar qué proporción hay de cada parte.

En condiciones normales, observaremos que, por término medio, las células (en su inmensa mayoría eritrocitos) ocuparán el 45% y el plasma el 55%. Esto quiere decir que en este ejemplo el Hematocrito tendrá un valor de 45.
Determinación del Hematocrito
(Fuente: Dr. S. Sayid)

¿Cuáles son los valores normales del Hematocrito?

Todos los valores fisiológicos son variables, algunos mucho y otros no tanto, pero siempre oscilan en una horquilla dentro de lo que se considera normal.
Además del sexo o la edad, el Hematocrito varía según el lugar en que se vive, la alimentación, la actividad, si se es fumador o no, etc.

Pero, como siempre, se pueden establecer unos valores que se consideran "normales" por ser los que aparecen en la gran mayoría de los humanos (siempre para individuos sanos):

  • Hombres: 40-52
  • Mujeres: 38-48
  • Niños: 32-42
Lo más habitual es tener un Hematocrito de alrededor de 45 en hombres y de 42 en mujeres, valores que presenta la gran mayoría de personas no sometidas a situaciones especiales (aunque la genética influye y siempre habrá gente con cifras diferentes).
Situaciones especiales hay muchas, desde enfermedades hasta la cantidad de agua ingerida, pasando por la toma de sustancias esteroideas (aunque no nos vamos a detener en este aspecto, simplemente se adjuntan las tablas en que se muestran algunas de las causas más habituales de los nivels de Hematocrito anormales por exceso y por defecto.

Insisto en que estos datos son estándares y que, como ejemplo, en una persona que viva en montaña, a 1500m de altitud, por ejemplo, los valores normales serán entre un 10 y un 20% más elevados. Eso sin contar otros factores personales, incluyendo enfermedades que alteran estos valores.



¿Es ventajoso para un deportista tener el hematocrito alto?

Esto ya se ha explicado en el anterior artículo "¿Por qué muchos deportistas entrenan en montaña?".

Es evidente que el rendimiento físico de una persona con mayor proporción de eritrocitos en su sangre se verá muy favorecido, pues será capaz de transportar mayor cantidad de oxígeno a sus músculos, que lo demandan en proporción directa al esfuerzo que están realizando, ya que es imprescindible para realizar la respiración celular (ver "¿Respiran nuestras células?"), a partir de la cual se obtiene la energía necesaria para la contracción.
También se ha explicado cómo los glóbulos rojos transportan el oxígeno gracias al Hierro contenido en la molécula de Hemoglobina ("¿Por qué la sangre es roja?").

Hasta aquí, la ventajas, pero también tiene una serie de importantes inconvenientes, que describiré a continuación.

En este artículo utilizo el ejemplo de los ciclistas por tratarse de un deporte excepcionalmente exigente, especialmente en las grandes pruebas por etapas, donde el gasto energético de los músculos de las piernas es enorme y se lleva la capacidad fisiológica de estos hasta sus límites.
Tomado de www.pezcyclingnews.com
Por eso en este deporte pequeñas diferencias en la cantidad de eritrocitos puede determinar la diferencia entre ganar una etapa de montaña o perder muchos minutos respecto al vencedor... aunque no siempre, pues muchos atletas se adaptan a sus valores sanguíneos y a base de entrenamiento, alimentación, etc, pueden obtener un rendimiento óptimo de su cuerpo sin necesidad de tener valores anormales de glóbulos rojos.



El hematocrito de los deportistas de élite

En contra de lo que se suele pensar, este tipo de deportistas, que someten su organismo a grandes esfuerzos, suelen tener unos valores de hematocrito por debajo de lo esperado, al menos inferior al que tendrían de no realizar ese ejercicio tan continuado y exigente.
Esto es así porque durante el ejercicio intenso y prolongado la sangre circula a mayor velocidad por los vasos, para intentar llevar a los músculos el oxígeno que están demandando. Cuando pasan a gran velocidad por los más pequeños vasos, los capilares, en los que apenas caben y deben deformarse, sufren un roce muy intenso con las paredes de los mismos, además de choques constantes entre los mismos eritrocitos. Esto produce un gran desgaste de los mismos y por ello su vida es más corta, ya que se acaban rompiendo en menos tiempo de lo normal.
Esta mayor tasa de destrucción de glóbulos rojos es lo que hace que estos deportistas suelan tener un hematocrito más bajo, al menos durante la temporada de competición.
Esto se compensa con una mayor producción de eritropoyetina, que estimula la formación de los glóbulos rojos y la acomoda a la mayor tasa de destrucción, aunque en los momentos más críticos no se llega a conseguir del todo.


¿Por qué no se permiten valores altos de Hematocrito en deportistas de resistencia?

En ciclismo no se permiten valores por encima del 50% para participar en carreras del circuito profesional.
El primer motivo, y más evidente, como en todos los casos de dopaje, es porque hay que evitar (como en todos los deportes) que haya individuos que "hagan trampa", es decir, que incrementen el número de glóbulos rojos de forma artificial para así conseguir una ventaja sobre los demás. Esto es algo que empezó a hacerse de forma casi generalizada a partir de los años 80 del pasado siglo en diversos deportes, a base de la utilización de productos farmacéuticos que estimulan el desarrollo muscular (algo muy importante, por ejemplo en corredores de 100 m. lisos, donde el ejemplo más conocido fue el del recordman mundial Ben Johnson, que fue inhabilitado por el uso de esteroides anabolizantes que habían desarrollado la musculatura de sus piernas de forma exagerada).
En los ciclistas comenzaron a utilizarse algunas sustancias que estimulaban la producción de glóbulos rojos, principalmente la famosa EPO (Eritropoyetina, que es la hormona que naturalmente realiza esta función, pero que empezó a sintetizarse en laboratorio e inyectar en los deportistas), así como otros métodos (entrenamiento en alta montaña, autotransfusiones sanguíneas, estancias en tiendas de campaña con bajo nivel de oxígeno, etc.).
De este modo, si se aumenta la tasa de producción de glóbulos rojos, que como he dicho antes, se destruyen con mayor intensidad, el individuo puede llegar a tener una mayor cantidad de la que tendría en condiciones normales, lo que hace que la oxigenación de los tejidos mejore notablemente.

Todo esto hizo que el rendimiento de los ciclistas y de muchos otros atletas de otras disciplinas, se incrementase espectacularmente, de modo que eran capaces de aguantar más tiempo y a mayor velocidad en situaciones de esfuerzo máximo, como ocurre en las grandes vueltas por etapas, además de ser capaces de recuperarse del esfuerzo de cada día con mayor rapidez. Así, los ciclistas de élite dejaron de sufrir las famosas y temidas "pájaras" e incluso esos días malos que todos tenían un día u otro (y que proporcionaban una incertidumbre y emoción extra a estas grande pruebas).
Todo esto debido a que el uso de estos nuevos métodos hizo que una buena parte de estos deportistas de élite aumentasen los valores de su hematocrito, aunque al establecerse el límite autorizado, siempre procurando mantenerlo ligeramente por debajo.
Imagen de JBFreund

Pero ocurre que tener estas cifras por encima de lo que el propio organismo regula no sólo proporciona ventajas, sino que también acarrea algunos inconvenientes que pueden resultar muy peligrosos para la salud.
Un hematocrito alto implica un mayor volumen de sangre a costa de desequilibrar la proporción entre las células y el agua. Esto significa que hay más cantidad de sangre circulando por el mismo circuito y que esta sangre es más densa (tiene más células y menos agua de lo que debería). Una proporción anormalmente alta de glóbulos rojos en sangre recibe el nombre de "Policitemia" y es una anomalía
que dificulta el paso por los vasos sanguíneos más pequeños, aumentando de forma drástica las posibilidades de sufrir accidentes vasculares como la formación de trombos que pueden atascar los capilares, o que pueden liberarse y circular por la sangre (aumentando su tamaño) hasta taponar algún vaso en zonas de alto riesgo como el corazón o el encéfalo.
Esto sin contar con el aumento de la presión sanguínea (tensión), que en momentos de gran esfuerzo podría llevar a roturas de vasos, con la consiguiente hemorragia.
Estos posible accidentes, por tanto, pueden poner en riesgo evidente la vida del individuo.



Por tanto, no sólo se trata de hacer trampas, sino de que para ello el deportista (casi siempre sin saberlo) está poniendo en grave riesgo su salud presente y futura.








¿Por qué muchos deportistas entrenan en montaña?


El entrenamiento en alta montaña hace que mejore el rendimiento físico

Esto es debido a que la altura tiene una serie de efectos fisiológicos sobre el organismo

¿Cómo cambia la atmósfera con la altitud?

A medida que se incrementa la altitud, desde el nivel del mar, las condiciones físicas de la atmósfera van sufriendo cambios. No sólo se trata del descenso progresivo de la presión atmosférica, que si al nivel del mar es de 760 mmHg (milímetros de mercurio), a 3000 m de altitud baja hasta los 520 mmHg. Además, se producen otros cambios importantes a medida que se asciende, los más significativos de los cuales son los siguientes:
  • En primer lugar, disminuye la temperatura. En general, el descenso térmico es aproximadamente de 1ºC cada 150 m. Pero esta cifra es muy variable, ya que depende de la latitud, la orientación del terreno, la pendiente, la estación, etc.
  • La densidad del aire se reduce, ya que la gravedad hace que la concentración de gases sea máxima a nivel del mar y se vaya haciendo menor a medida que se asciende.
  • Este descenso de la densidad hace que la presión atmosférica se vaya reduciendo y, en consecuencia, la resistencia del aire sea menor.
  • La gravedad también es menor a medida que la altitud se incrementa, ya que, aunque de forma no muy significativa, se aumenta la distancia al centro de la Tierra.
  • La proporción de vapor de agua disminuye rápidamente a partir de ciertas altitudes, de manera que a 2000 m. es alrededor de la mitad que a nivel del mar.
  • La radiación solar será más intensa en zonas más altas, como consecuencia de la reducción de la densidad del aire.
Todos estos factores hacen que en una zona de alta montaña (a partir de los 2000 m de altitud) las condiciones a que se encuentra sometido el organismo son bastante diferentes y se acusarán de forma especial al realizar ejercicio físico.

¿Qué ocurre a nuestro organismo al subir a una montaña?

Todos los factores indicados antes afectarán de un modo u otro al organismo humano cuando asciende a zonas de alta montaña, aunque los que se notan de forma más inmediata son la reducción de la proporción de oxígeno en el aire y el incremento de la radiación solar.

Tomado de "HowStuffWorks"
Dejando a un lado el riesgo de sufrir quemaduras en la piel, la dificultad fundamental que debe superar el organismo cuando se encuentra en alta montaña es la hipoxia, es decir, la escasez de oxígeno, consecuencia de la disminución de su presión en el aire.

La disminución del oxígeno que entra en los pulmones provoca inmediatamente un aumento del ritmo respiratorio (hiperventilación) y también de la frecuencia cardiaca. De este modo, se pretende suplir la escasez de oxígeno que llega a las células, pues ante una menor concentración del mismo, se hará llegar más hasta la sangre respirando más rápido y se procurará que llegue a las células la cantidad que necesitan haciendo que la sangre circule también a mayor velocidad.

Sin embargo, esto no supone ningún beneficio para el organismo, más bien un inconveniente que debe resolver, ya que se produce un agotamiento físico rápido en cuanto se hace un poco de ejercicio, pudiendo llegar a aparecer mareos, náuseas y dolor de cabeza (e incluso síntomas más graves si se fuerza el organismo, como confusión, reducción importante del rendimiento mental e incluso pérdida de consciencia).
Para que se produzca un beneficio en el rendimiento físico es necesario pasar un tiempo en una zona de montaña, lo suficiente como para que el organismo se adapta a la escasez de oxígeno.

¿Cómo se adapta el cuerpo a la altitud?

Si nos centramos en la escasez de oxígeno, como he dicho antes, la concentración de los gases atmosféricos disminuye con la altura. Así, la presión de oxígeno (que es una forma de medir su concentración en el aire) a nivel del mar es de 150 mmHg, mientras que a 3000m de altitud es de 110 mmHg, lo que significa que cada vez que inspiramos entra en nuestros pulmones un 27% menos de oxígeno, aproximadamente.

Si se permanece en altura durante un cierto tiempo, a partir de unos pocos días el organismo comienza un proceso de aclimatamiento a esta nueva situación.
Esto se inicia con un aumento de la ventilación pulmonar, que ocurre de forma inmediata, incrementándose en primer lugar el ritmo respiratorio y enseguida la cantidad de aire que entra en los pulmones, que puede llevar a multiplicarse por 5 al cabo de una semana.
Igualmente, se acelera el ritmo cardiaco, para que la sangre circule más rápido y se recargue de oxígeno a mayor velocidad.
Pero estas alteraciones son provisionales y en pocos días comienzan otros cambios más eficaces y que permitirán desarrollar una vida normal a esa altitud y hacer ejercicio.
Los principales cambios que se producen en el organismo para hacer frente a esta permanencia en altura son los siguientes:

Hematocrito
(tomado de Wikipedia)

A) Ya que el principal estímulo para la formación de glóbulos rojos es la baja concentración de oxígeno en la sangre, a los pocos días empieza a aumentar progresivamente la cantidad de estos, con el objetivo de llevar el oxígeno en mayor cantidad hasta los tejidos.
A medida que va pasando el tiempo, se incrementará por tanto el "Hematocrito", que es la proporción de la sangre que ocupan las células, la gran mayoría de ellas eritrocitos, medido en porcentaje (ver el artículo dedicado al Hematocrito).
Si en condiciones normales su valor es de 40-45, la permanencia en montaña hace que al cabo de un mes suba hasta 60, debido al gran aumento del número de glóbulos rojos (pueden incrementarse desde 5,5 hasta 7 millones por milímetro cúbico, e incluso más), lo que hace que la sangre sea más viscosa, al reducirse la proporción de plasma (más células y menos líquido).

En consecuencia, la cantidad de Hemoglobina total ( ver "La corta vida de un glóbulo rojo") crecerá de 150 a 200 g/l, con lo que el transporte de oxígeno por la sangre aumenta en más de un 30%.

B) Además, el volumen total de sangre en el organismo también aumenta, alrededor de un 20-25%.
Por tanto, si hay más sangre y ésta contiene más glóbulos rojos y, por tanto, más Hemoglobina, el aumento total de ésta es aún mayor, hasta del orden del 50%.

C) Por otra parte, también mejora notablemente la capacidad de difusión pulmonar, es decir, la cantidad de oxígeno que pasa del aire a la sangre cada vez que se inspira.
Esto es debido al aumento de la cantidad de sangre total, de forma que estará circulando un mayor volumen sanguíneo por los capilares pulmonares, que es donde se produce el paso del oxígeno del aire inspirado hacia los glóbulos rojos, que además se encuentran en una mayor cantidad.


Como consecuencia de estas adaptaciones que ocurren en el cuerpo, al cabo de una o dos semanas las frecuencias respiratoria y cardiaca vuelven a sus valores habituales, con lo cual se puede desarrollar una vida normal y, en el caso de los deportistas, realizar entrenamientos que mejorarán aún más estas adaptaciones a la altitud.

¿Por qué mejora el rendimiento deportivo?

Los cambios que se han producido al haber estado entrenando en montaña supondrán un importante mejora cuando el deportista vuelva a una altitud normal, al menos durante un tiempo, hasta que de nuevo se aclimate a la nueva situación.

Haile Gebreselassie
(tomado de Wikipedia)
Pero, mientras tanto, teniendo una mayor cantidad de eritrocitos y, por tanto, de Hemoglobina, así como un mayor volumen de sangre y una mejor capacidad de difusión pulmonar, el individuo es capaz de proporcionar mucho más oxígeno y más rápidamente a sus músculos que en condiciones normales, por lo que será capaz de correr más rápido o durante más tiempo, saltar más lejos o subir un puerto de montaña en bicicleta con mucha menos fatiga.

Por esta razón, en los años 80 y 90 se hizo habitual que los deportistas de élite entrenasen en zonas de alta montaña durante un tiempo, unas semanas antes de afrontar una importante competición, ya que además se comprobó la eficacia de esta práctica en el rendimiento.

Por otra parte, la irrupción triunfal de los atletas procedentes de Kenia y Etiopía en las carreras de fondo evidenció el efecto positivo de la vida en altura sobre el rendimiento físico, ya que estos países tienen una buena parte de su territorio a gran altitud sobre el nivel del mar y sus atletas viven y entrenan en estos lugares.

Pero...

Sin embargo, enseguida aparecieron sustancias estimulantes que eran capaces de producir efectos similares en el organismo sólo con inyectarlas. Y a partir de entonces decayó en gran medida la práctica de desplazarse a lugares de montaña para los entrenamientos.

Además, numerosos estudios médicos demostraron los efectos negativos para la salud que puede tener la alteración de los valores normales de glóbulos rojos, Hemoglobina, etc., por lo que en la mayoría de las pruebas de alta competición actualmente se hacen controles médicos exhaustivos para asegurarse de que el deportista no tiene valores sanguíneos alterados.
De este modo, como ejemplo, en el deporte en que más se han utilizado estos métodos (hoy día llamado "dopaje", el ciclismo, un participante en el Tour de Francia no puede tener un hematocrito superior al 50%, ya que si eso ocurre no se le permite participar en la carrera.

A pesar de ello, siguen apareciendo productos más sofisticados, capaces de incrementar ligeramente el hematocrito, manteniéndolo dentro de niveles normales, que han sido utilizados por famosos ciclistas, especialmente en las etapas de alta montaña.
Por ello, lo que se comprueba actualmente es la presencia en sangre de muy diversas sustancias que aumentan el rendimiento artificialmente, en una carrera entre los que diseñan estos productos y los que tienen que detectarlos.



La corta vida de un glóbulo rojo


Los glóbulos rojos (también llamados eritrocitos o hematíes) viven muy poco

Por eso se deben reponer continuamente a lo largo de la vida

Qué es un glóbulo rojo?

Como casi todo el mundo sabe, son las células más abundantes de la sangre y la que le proporcionan en conjunto su color característico (de ahí su nombre vulgar, aunque realmente, de forma individual un glóbulo rojo no tiene ese color, solamente cuando se agrupan por millones).
Y digo una de las células de la sangre, porque la sangre contiene tres tipos de células: glóbulos rojos o hematíes, glóbulos blancos o leucocitos (de varios tipos) y plaquetas.

A nivel celular, se trata de células de tamaño medio a pequeño (de unas 7-8 micras de diámetro), con forma de disco bicóncavo, es decir, una especie de esfera aplastada por dos lados, de modo que la parte central es más estrecha (no más de 1 micra) y los bordes abultados (alrededor de de 2.5 micras). Algo así como un flotador playero pero sin agujero central.
Imagen de "hematies.net"

Como ya se explicó en el anterior artículo ("Cuantos glóbulos rojos hay en nuestro cuerpo?"), la cantidad media de eritrocitos en la sangre humana es alrededor de 5,5 millones por cada milímetro cúbico en hombres y 4,7 millones en mujeres.

Su función es transportar el oxígeno captado en los pulmones hacia todos los tejidos del organismo. Se podría decir que son una especie de sacos en los que se transporta oxígeno, capaces de absorberlo del aire que entra en los pulmones durante cada inspiración y de cederlo a las células que lo necesitan a todo lo largo del cuerpo.
Esta función la realizan gracias a que están llenos de una proteína capaz de captar oxígeno, la Hemoglobina (se explica cómo esta molécula realiza su función en el artículo "¿Por qué la sangre es roja?").

El nacimiento
Corte de la cabeza del fémur, donde se observa el tejido óseo
esponjoso interior con la médula ósea roja
(Imagen de Wikipedia.org)

Las células de la sangre se producen en la médula ósea roja de los huesos (casi exclusivamente y a partir del nacimiento, ya que en el periodo embrionario se forman fundamentalmente en el hígado).
La médula ósea roja se encuentra en el interior de los huesos cortos (Ej.: vértebras) y planos (Ej.: esternón, costillas) y en las diáfisis o "cabezas" de los huesos largos (ver imagen).
El proceso en general se denomina "Hematopoyesis" (de griego hematos=sangre y poié=fabricar), aunque si hablamos sólo de los glóbulos rojos, será "Eritropoyesis".
A partir de los 20-25 años de edad, la hematopoyesis en general disminuye, haciéndolo de forma drástica, hasta desaparecer, en las diáfisis de los huesos largos y más progresivamente en los huesos cortos y largos, manteniéndose hasta el final de la vida principalmente en las vértebras y el esternón (y en menor medida en las costillas).

Las células precursoras de todas las células sanguíneas son células pluripotenciales o "células madre sanguíneas", que se reproducen continuamente y pueden transformarse en células precursoras de eritrocitos, o "Eritroblastos" (en realidad, la primera célula precursora se llama proeritroblasto, pero se intenta simplificar).
Estas células sufren sucesivas divisiones y un proceso de maduración en el cual van acumulando Hemoglobina en su interior, al tiempo que se destruyen los orgánulos celulares (retículo endoplasmático, aparato de Golgi, mitocondrias, etc.) y el núcleo va reduciendo su tamaño hasta desaparecer finalmente.
Es en este momento cuando se ha terminado de formar un eritrocito o glóbulo rojo maduro, que será una célula prácticamente sin orgánulos y sin núcleo (de ahí que pueda sobrevivir poco tiempo), de forma que se aprovecha todo su interior para contener la mayor cantidad posible de Hemoglobina.

A medida que van madurando, se van incorporando a la sangre.

Pero, ¿cómo se controla la cantidad de ellos que se deben formar y enviar a la sangre?.
Evidentemente, hay un mecanismo de control que regula la actividad eritropoyética en función de las necesidades del organismo, de forma que siempre haya en sangre la cantidad necesaria de glóbulos rojos para llevar a los tejidos el oxígeno que éstos necesitan.
El elemento esencial de control es una hormona producida en los riñones, la Eritropoyetina, que es un estimulador de la reproducción de los eritroblastos y su posterior maduración. (En un posterior artículo se explicará con más detalle el mecanismo de producción y actuación de esta hormona).


La dura vida del glóbulo rojo

Al no contar con núcleo ni orgánulos, es una célula condenada a morir muy pronto. A pesar de ello, suelen vivir una media de 3-4 meses, más de lo esperado en estas circunstancias. Esto lo consiguen gracias a que en su citoplasma permanecen una serie de enzimas que le permiten metabolizar la glucosa para obtener energía y también mantener activos algunos procesos imprescindibles, con el equilibrio y flexibilidad de la membrana o impedir la oxidación de las proteínas celulares.
Pero estas enzimas no pueden reponerse y se van desgastando, por lo que en poco tiempo estos procesos se van ralentizando y el eritrocito envejece rápidamente.
Así, su capacidad de obtener energía y mantener la flexibilidad de la membrana se van reduciendo, hasta que llega un momento en el que al deformarse para poder circular por capilares extraordinariamente finos (una de las propiedades de los hematíes es esa capacidad de deformación para atravesar capilares más estrechos que la propia célula), la membrana se rompe y el glóbulo rojo muere.

Pero a lo largo de esos 4 meses de vida, estos "sacos de Hemoglobina" están moviéndose permanentemente, desde el corazón a los pulmones, donde captan el oxígeno del aire, y vuelta al corazón, para ser enviados por todo el organismo, cediendo ese oxígeno a las células y regresar de nuevo al corazón, donde se inicia el ciclo de nuevo.
Se ha calculado que todo este ciclo puede tardar aproximadamente unos 30 segundos (es muy variable, desde luego, y depende de numerosos factores, desde la edad o sexo hasta la frecuencia cardiaca en cada momento).
Si hacemos unas cuentas rápidas, podemos decir que un glóbulo rojo realiza todo el recorrido completo unas 2880 veces cada día. Lo cual nos indica que a lo largo de su corta vida habrá tenido tiempo de viajar a los pulmones y luego recorrer el cuerpo repartiendo oxígeno cerca de 350000 veces.

La muerte

Eritrocito atravesando los espacios
de la pulpa roja del bazo
(Imagen de J.B. Freund)
Como acabo de comentar, los hematíes no "mueren", en el sentido de que en un determinado momento dejan de realizar su función y quedan en la sangre como cuerpos inertes. Se destruyen y liberan su contenido, que luego debe ser capturado por células especializadas en ello.

Sin embargo, para evitar que esto ocurra habitualmente en el torrente sanguíneo, con la cantidad de desechos que eso genera, existe un sistema que podría llamarse de "criba" y que se encuentra en el bazo, por donde al circular la sangre se la hace pasar por unos espacios de la llamada "pulpa roja", que tienen un diámetro de unas 3 micras, de manera que las membranas de las células envejecidas se rompen y los residuos quedan en este órgano, que se encarga de metabolizarlos (esto es algo que puede ocurrir por todas partes, especialmente en el hígado, pero el bazo en el principal punto de destrucción de hematíes viejos).
Como resultado de esta destrucción, por parte de células especializadas, se libera principalmente Hemoglobina, que es metabolizada liberándose el Hierro, que pasa a la sangre y es conducido de nuevo a la médula ósea para incorporarlo a nuevas moléculas de Hemoglobina en la eritropoyesis (al tratarse de un elemento muy importante, se recicla). El resto de esta molécula es transformado hasta dar un pigmento denominado "Bilirrubina", que se disuelve fácilmente en la sangre y es transportada al hígado, donde se incorpora a la bilis (dándole color, ya que es un pigmento amarillo), aunque una parte se elimina por el riñón y colabora también a dar el color característico a la orina.



¿Cuántos glóbulos rojos hay en nuestro cuerpo?


Es ésta una pregunta muy habitual entre interesados en el cuerpo humano
Si son tan pequeños y tenemos tanta cantidad de sangre, debe haber muchos...

Como ocurre en todas las cuestiones en las que se trata de calcular las medidas, número, peso, etc. de un número enorme de objetos o seres, o de partes muy pequeñas o sistemas tremendamente grandes, aportar datos precisos es casi imposible.
Pero siempre se pueden hacer aproximaciones más o menos afortunadas, como he hecho en otros artículos y me dispongo a hacer en éste.


Comencemos aclarando que no es posible saber con exactitud el número de glóbulos rojos de una persona, pues además de las variaciones individuales (edad, sexo, peso corporal...), en las que intervienen numerosos factores, estas células se están produciendo y muriendo continuamente.

Sin embargo, podemos hacer un cálculo aproximado para un hombre y una mujer promedio, que nos puede servir como aproximación y para darnos una idea de la inmensa cantidad de células de todo tipo que forman un cuerpo humano (ya se hace un cálculo similar para el total de células de nuestro organismo en el artículo "¿Cuántas células hay en un cuerpo humano?").



Recuento de hematíes en un análisis de sangre

Todo el que se haya sometido a un análisis de sangre (es decir, prácticamente todos), si se ha detenido a leer los resultados, probablemente no haya entendido casi nada, ya que la mayoría de los datos se encuentran en clave y no se tienen conocimientos para saber a qué corresponden.
Pero uno de los datos que sí se expresan claramente es el recuento de glóbulos rojos (hematíes, eritrocitos), blancos (leucocitos) y plaquetas.
Como dato adicional, cuando se realiza un análisis con el único objetivo de recontar los valores de estas células en la sangre, se denomina "hemograma".
Y aparece un número (por ejemplo, 5,3) seguido de las unidades en que se expresa, generalmente mill/mm3. En cualquier caso, se trata de que las unidades son millones de hematíes por milímetro cúbico.
En consecuencia, el valor que vemos en el resultado del análisis es el número de glóbulos rojos existentes en cada milímetro cúbico de nuestra sangre. Recordemos que esta unidad equivale a un pequeñísimo cubo de 1 mm de lado, cuya capacidad es de 1x1x1 = 1 mm3.

Para hacernos una idea, podemos compararlo con una unidad de volumen más conocida, el litro.
Un litro equivale a 1000 cm3 (centímetros cúbicos). Un cm3 contiene 1000 mm3 (estas unidades, al ser medidas elevadas al cubo, se mueven en una escala de mil en mil). Por tanto, un litro equivale a un millón de centímetros cúbicos.

Los valores normales del recuento de hematíes en sangre son variables, e incluso si consultamos distintas fuentes veremos que se nos presentan franjas de valores diferentes. Esto es debido a lo ya comentado antes, que existen muchas variables que influyen sobre ello y cada persona tiene sus cifras (sólo el conocimiento por parte de un médico de las características de una persona puede permitir afirmar si el recuento entra dentro de lo normal o no, al menos cuando se obtienen valores algo alejados de las cifras más comunes).

Vamos a tomar como referencia unos datos medios, que se pueden considerar como los más habituales en la mayor parte de la población. Estos serían:

  • Entre 4,5 y 6 millones/mm3 en hombres
  • Entre 4 y 5,5 millones/mm3 en mujeres
Como curiosidad, haciendo cálculos podemos deducir que si pusiéramos en fila todos los hematíes que hay en un mm3 de sangre, tendríamos una línea (invisible a simple vista, lógicamente) de nada menos que 35 metros.

Calculando el número de glóbulos rojos totales en sangre

Del mismo modo que he comentado respecto a la variabilidad en el recuento de hematíes, ocurre para la cantidad de sangre que una persona en concreto contiene en su cuerpo. Es evidente que dependerá del tamaño y el sexo, pero también influye el lugar en que vive (la altitud), la alimentación, etc.

La cantidad total de sangre en un cuerpo humano se denomina "volemia" y hay diversas fórmulas para calcularla en función del sexo, la talla y el peso.
Teniendo en cuenta estas fórmulas (que se explicarán en un posterior artículo), si tomamos unos valores medios aproximados, podemos decir que en un hombre adulto, sano y "normal" (sin un notable exceso o déficit de peso, viviendo a una altitud inferior a 1000m, por ejemplo, con una altura alrededor de 1,75m y con una alimentación sin excesos de ningún tipo) el volumen de sangre total estará alrededor de los 5-5,5 litros, mientras que en una mujer, de aproximadamente 1,65m, suele estar sobre los 4-4,5 litros.

Ya que un litro equivale a un millón de mm3, expresaremos estas cantidades en millones, es decir, 5-5,5 millones de mm3 en hombres y 4-4,5 millones en mujeres.
Multiplicando por la cantidad de glóbulos rojos existentes en sólo 1 mm3 de sangre, obtenemos las siguientes cifras totales (insisto, muy aproximadas y variables):

  •  Alrededor de 20-30 billones (25000000000000) en hombres
  • Alrededor de 15-25 billones en mujeres
Unas cantidades realmente impresionantes, que nos hacen pensar en la inmensa complejidad del cuerpo humano y la enorme cantidad de células que se organizan, distribuyen y funcionan perfectamente coordinadas para hacer funcionar toda la maquinaria interna.

Pensemos también por un momento en cuántas de estas células perdemos cuando sale de nuestro cuerpo una pequeña gota de sangre por una herida...
... O qué longitud tendría una fila formada por todas estas células: 125000 km.
* Un último apunte:
No hay que pensar que se está enfermo si los valores de glóbulos rojos en un análisis están por encima o debajo de los indicados antes. Quien debe analizar eso y tiene conocimientos suficientes para ello es el médico.
La "normalidad" en cuanto a la cifra de hematíes, como ya he insistido, en muy variable de unas personas a otras y también puede cambiar según muchos factores.

Un exceso de glóbulos rojos en la sangre se llama "Policitemia" y un déficit, "Anemia". Pero esto es tema de un futuro artículo.





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