• • Objectivos de aprendizagem
• Forma e estrutura dos eritrócitos
• Hemoglobina
• Ciclo de vida dos eritrócitos
• Distúrbios dos eritrócitos
• Revisão do capítulo

Objectivos de aprendizagem

No final desta secção, será capaz de

• Descrever a anatomia dos eritrócitos
• Discutir as várias etapas do ciclo de vida de um eritrócito
• Explicar a composição e a função da hemoglobina

O eritrócito Uma única gota de sangue contém milhões de eritrócitos e apenas milhares de leucócitos. Especificamente, os homens têm cerca de 5,4 milhões de eritrócitos por microlitro ( µ L) de sangue, e as fêmeas têm aproximadamente 4,8 milhões por µ L. De facto, estima-se que os eritrócitos constituam cerca de 25% do total de células do corpo. Como se pode imaginar, são células bastante pequenas, com um diâmetro médio de apenas cerca de 7-8 micrómetros ( µ m) (Figura 1). As funções primárias dos eritrócitos são captar o oxigénio inalado pelos pulmões e transportá-lo para os tecidos do corpo, e captar alguns resíduos (cerca de 24%) de dióxido de carbono nos tecidos e transportá-lo para os pulmões para exalação. Os eritrócitos permanecem na rede vascular. Embora os leucócitos deixem normalmente os vasos sanguíneos para desempenharem as suas funções defensivas,o movimento dos eritrócitos dos vasos sanguíneos é anormal.

Figura 1. Resumo dos elementos formados no sangue

Forma e estrutura dos eritrócitos

À medida que um eritrócito amadurece na medula óssea vermelha, expulsa o seu núcleo e a maioria dos seus outros organelos. Durante o primeiro ou segundo dia em que está na circulação, um eritrócito imaturo, conhecido como reticulócito Os reticulócitos devem representar cerca de 1 a 2% da contagem de eritrócitos e fornecem uma estimativa aproximada da taxa de produção de hemácias, sendo que taxas anormalmente baixas ou altas indicam desvios na produção dessas células. Esses remanescentes, principalmente de redes (retículo) de ribossomos, são rapidamente eliminados e as células maduras e circulantesOs eritrócitos têm poucos componentes estruturais celulares internos. Sem mitocôndrias, por exemplo, dependem da respiração anaeróbica, o que significa que não utilizam o oxigénio que transportam, para que o possam entregar aos tecidos. Também não têm retículos endoplasmáticos e não sintetizam proteínas. No entanto, os eritrócitos contêm algumas proteínas estruturais que ajudam o sangueAs células mantêm a sua estrutura única e permitem-lhes alterar a sua forma para se espremerem através dos capilares, o que inclui a proteína spectrin, um elemento proteico do citoesqueleto.

Figura 2. Forma dos glóbulos vermelhos Os eritrócitos são discos bicôncavos com centros muito rasos. Esta forma optimiza a relação entre a área de superfície e o volume, facilitando as trocas gasosas, e permite-lhes também dobrarem-se à medida que se deslocam através de vasos sanguíneos estreitos.

Os eritrócitos são discos bicôncavos, ou seja, são gordos na periferia e muito finos no centro (Figura 2). Como não possuem a maioria dos organelos, há mais espaço interior para a presença das moléculas de hemoglobina que, como verá em breve, transportam gases. A forma bicôncava também proporciona uma maior área de superfície através da qual as trocas gasosas podem ocorrer, em relação ao seu volume; uma esferaNos capilares, o oxigénio transportado pelos eritrócitos pode difundir-se no plasma e depois através das paredes capilares para chegar às células, enquanto parte do dióxido de carbono produzido pelas células como produto residual se difunde nos capilares para ser recolhido pelos eritrócitos. Os leitos capilares são extremamente estreitos,No entanto, o espaço dentro dos capilares pode ser tão diminuto que, apesar do seu pequeno tamanho, os eritrócitos podem ter de se dobrar sobre si próprios para conseguirem passar. Felizmente, as suas proteínas estruturais, como a espectrina, são flexíveis, permitindo-lhes dobrar-se sobre si próprios para umaEm vasos mais largos, os eritrócitos podem empilhar-se como um rolo de moedas, formando um rouleaux, da palavra francesa para "rolo".

Hemoglobina

Hemoglobina é uma grande molécula composta por proteínas e ferro, constituída por quatro cadeias dobradas de uma proteína chamada globina Cada uma destas moléculas de globina está ligada a uma molécula de pigmento vermelho designada por heme que contém um ião de ferro (Fe2+) (Figura 3b).

Figura 3. (a) Uma molécula de hemoglobina contém quatro proteínas globinas, cada uma das quais ligada a uma molécula do pigmento heme, que contém ferro. (b) Um único eritrócito pode conter 300 milhões de moléculas de hemoglobina e, portanto, mais de mil milhões de moléculas de oxigénio.

Cada ião de ferro no heme pode ligar-se a uma molécula de oxigénio; por conseguinte, cada molécula de hemoglobina pode transportar quatro moléculas de oxigénio. Um eritrócito individual pode conter cerca de 300 milhões de moléculas de hemoglobina e, por conseguinte, pode ligar-se e transportar até 1,2 mil milhões de moléculas de oxigénio (ver Figura 3b).

Nos pulmões, a hemoglobina capta o oxigénio, que se liga aos iões de ferro, formando oxihemoglobina A hemoglobina oxigenada, de cor vermelha brilhante, viaja até aos tecidos do corpo, onde liberta algumas das moléculas de oxigénio, tornando-se vermelha mais escura desoxihemoglobina A libertação de oxigénio depende da necessidade de oxigénio nos tecidos circundantes, pelo que a hemoglobina raramente ou nunca deixa todo o seu oxigénio para trás. Nos capilares, o dióxido de carbono entra na corrente sanguínea. Cerca de 76% dissolve-se no plasma, permanecendo algum como CO ₂ Cerca de 23-24% liga-se aos aminoácidos da hemoglobina, formando uma molécula conhecida como carbaminohemoglobina A partir dos capilares, a hemoglobina transporta o dióxido de carbono para os pulmões, onde o liberta para a troca de oxigénio.

Alterações nos níveis de hemácias podem ter efeitos significativos na capacidade do organismo de fornecer oxigénio aos tecidos. Uma hematopoiese ineficaz resulta num número insuficiente de hemácias e numa das várias formas de anemia. Uma produção excessiva de hemácias produz uma doença denominada policitemia. A principal desvantagem da policitemia não é a incapacidade de fornecer diretamente oxigénio suficiente aos tecidos.os tecidos, mas sim o aumento da viscosidade do sangue, o que torna mais difícil para o coração fazer circular o sangue.

Em doentes com hemoglobina insuficiente, os tecidos podem não receber oxigénio suficiente, o que resulta noutra forma de anemia. Para determinar a oxigenação dos tecidos, o valor de maior interesse nos cuidados de saúde é a percentagem de saturação, ou seja, a percentagem de locais da hemoglobina ocupados por oxigénio no sangue de um doente. Clinicamente, este valor é normalmente referido simplesmente como "percentagem de saturação".

A percentagem de saturação é normalmente monitorizada utilizando um dispositivo conhecido como oxímetro de pulso, que é aplicado numa parte fina do corpo, normalmente na ponta do dedo do doente. O dispositivo funciona enviando dois comprimentos de onda diferentes de luz (um vermelho e outro infravermelho) através do dedo e medindo a luz com um fotodetector à medida que sai. A hemoglobina absorve a luz de forma diferente, dependendo da suaA máquina calibra a quantidade de luz recebida pelo fotodetector contra a quantidade absorvida pela hemoglobina parcialmente oxigenada e apresenta os dados como percentagem de saturação. As leituras normais do oxímetro de pulso variam entre 95-100%. Percentagens mais baixas reflectem hipoxemia O termo hipóxia é mais genérico e refere-se simplesmente a baixos níveis de oxigénio. Os níveis de oxigénio são também diretamente monitorizados a partir do oxigénio livre no plasma, normalmente após uma punção arterial. Quando este método é aplicado, a quantidade de oxigénio presente é expressa em termos de pressão parcial de oxigénio ou simplesmente pO ₂ e é normalmente registada em unidades de milímetros de mercúrio, mm Hg.

Os rins filtram diariamente cerca de 180 litros de sangue num adulto médio, ou seja, cerca de 20 por cento do volume total em repouso, pelo que são locais ideais para os receptores que determinam a saturação de oxigénio. Em resposta à hipoxemia, sai menos oxigénio dos vasos que irrigam o rim, o que resulta em hipoxia (baixa concentração de oxigénio) no fluido tecidular do rim, onde o oxigénioOs fibroblastos intersticiais do rim segregam EPO, aumentando assim a produção de eritrócitos e restabelecendo os níveis de oxigénio. Num ciclo clássico de feedback negativo, à medida que a saturação de oxigénio aumenta, a secreção de EPO diminui e vice-versa, mantendo assim a homeostase. Populações que vivem em altitudes elevadas, com níveis inerentemente mais baixos de oxigénio na atmosfera,Consequentemente, as pessoas que viajam para altitudes elevadas podem apresentar sintomas de hipoxemia, como fadiga, dor de cabeça e falta de ar, durante alguns dias após a sua chegada. Em resposta à hipoxemia, os rins segregam EPO para aumentar a produção de eritrócitos até que a homeostase seja novamente alcançada. Para evitar aPara evitar os sintomas de hipoxemia, ou doença da altitude, os alpinistas normalmente descansam durante vários dias a uma semana ou mais numa série de acampamentos situados a altitudes crescentes, para permitir que os níveis de EPO e, consequentemente, a contagem de eritrócitos aumentem. Quando escalam os picos mais altos, como o Monte Evereste e o K2 nos Himalaias, muitos alpinistas dependem de oxigénio engarrafado quando se aproximam do cume.

Ciclo de vida dos eritrócitos

A produção de eritrócitos na medula óssea ocorre a um ritmo impressionante de mais de 2 milhões de células por segundo. Para que esta produção ocorra, é necessária a presença de uma série de matérias-primas em quantidades adequadas, incluindo os mesmos nutrientes que são essenciais para a produção e manutenção de qualquer célula, como a glucose, os lípidos e os aminoácidos.oligoelementos:

• Ferro. Já dissemos que cada grupo heme numa molécula de hemoglobina contém um ião do mineral vestigial ferro. Em média, menos de 20% do ferro que consumimos é absorvido. O ferro heme, proveniente de alimentos de origem animal como a carne, as aves e o peixe, é absorvido de forma mais eficiente do que o ferro não-heme proveniente de alimentos vegetais. Após a absorção, o ferro passa a fazer parte do conjunto total de ferro do organismo. A medula óssea, o fígado e oo baço pode armazenar ferro nos compostos proteicos ferritina e hemossiderina A ferroportina transporta o ferro através das membranas plasmáticas das células intestinais e dos seus locais de armazenamento para o fluido dos tecidos, onde entra no sangue. Quando a EPO estimula a produção de eritrócitos, o ferro é libertado do armazenamento, ligado à transferrina e transportado para a medula vermelha, onde se liga aos precursores dos eritrócitos.
• Cobre: mineral vestigial, o cobre é um componente de duas proteínas plasmáticas, a hefestina e a ceruloplasmina, sem as quais a hemoglobina não poderia ser produzida de forma adequada. Localizada nas vilosidades intestinais, a hefestina permite que o ferro seja absorvido pelas células intestinais. A ceruloplasmina transporta o cobre. Ambas permitem a oxidação do ferro de Fe2+ para Fe3+, uma forma em que pode ser ligado à sua proteína de transporte, transferrina Num estado de deficiência de cobre, o transporte de ferro para a síntese do heme diminui, e o ferro pode acumular-se nos tecidos, onde pode eventualmente levar a danos nos órgãos.
• Zinco - O oligoelemento zinco funciona como uma co-enzima que facilita a síntese da porção heme da hemoglobina.
• Vitaminas do complexo B. As vitaminas do complexo B, folato e vitamina B ₁₂ funcionam como co-enzimas que facilitam a síntese de ADN, pelo que ambas são fundamentais para a síntese de novas células, incluindo os eritrócitos.

Os eritrócitos vivem até 120 dias na circulação, após os quais as células gastas são removidas por um tipo de célula mieloide fagocítica chamada macrófago Os componentes da hemoglobina dos eritrócitos degradados são processados da seguinte forma

• A globina, a parte proteica da hemoglobina, é decomposta em aminoácidos, que podem ser enviados de volta para a medula óssea para serem usados na produção de novos eritrócitos. A hemoglobina que não é fagocitada é decomposta na circulação, libertando cadeias alfa e beta que são removidas da circulação pelos rins.
• O ferro contido na porção heme da hemoglobina pode ser armazenado no fígado ou no baço, principalmente sob a forma de ferritina ou hemossiderina, ou transportado através da corrente sanguínea pela transferrina para a medula óssea vermelha para ser reciclado em novos eritrócitos.
• A parte não férrea do heme é degradada no produto residual biliverdina um pigmento verde, e depois para outro produto residual, bilirrubina A bilirrubina liga-se à albumina e viaja no sangue para o fígado, que a utiliza no fabrico da bílis, um composto libertado nos intestinos para ajudar a emulsionar as gorduras da dieta. No intestino grosso, as bactérias separam a bilirrubina da bílis e convertem-na em urobilinogénio e depois em estercobilina. É depois eliminada do corpo nas fezes. Amplo espetroOs antibióticos normalmente eliminam também estas bactérias e podem alterar a cor das fezes. Os rins também removem qualquer bilirrubina circulante e outros subprodutos metabólicos relacionados, como as urobilinas, e segregam-nos na urina.

Os pigmentos de degradação formados a partir da destruição da hemoglobina podem ser observados em várias situações. No local de uma lesão, a biliverdina das hemácias danificadas produz algumas das cores dramáticas associadas a hematomas. Com um fígado em falência, a bilirrubina não pode ser removida eficazmente da circulação e faz com que o corpo assuma uma coloração amarelada associada à iterícia.As fezes produzem a típica cor castanha associada a estes resíduos e o amarelo da urina está associado às urobilinas.

O ciclo de vida dos eritrócitos está resumido na Figura 4:

Figura 4. Os eritrócitos são produzidos na medula óssea e enviados para a circulação. No final do seu ciclo de vida, são destruídos pelos macrófagos e os seus componentes são reciclados.

Distúrbios dos eritrócitos

O tamanho, a forma e o número de eritrócitos e o número de moléculas de hemoglobina podem ter um grande impacto na saúde de uma pessoa. Quando o número de hemácias ou de hemoglobina é deficiente, a condição geral é chamada de anemia Existem mais de 400 tipos de anemia e mais de 3,5 milhões de americanos sofrem dessa doença. As anemias podem ser divididas em três grupos principais: as causadas por perda de sangue, as causadas por produção defeituosa ou reduzida de hemácias e as causadas por destruição excessiva de hemácias. Os médicos costumam usar dois grupos no diagnóstico: a abordagem cinética se concentra na avaliação da produção,Um teste comum é o volume corpuscular médio (VCM), que mede o tamanho das hemácias. As células de tamanho normal são denominadas normocíticas, as células menores que o normal são denominadas microcíticas e as células maiores que o normal são denominadas macrocíticas. Contagem de reticulócitosOs efeitos das várias anemias são generalizados, uma vez que a redução do número de hemácias ou de hemoglobina resulta em níveis mais baixos de oxigénio nos tecidos do corpo. Uma vez que o oxigénio é necessário para o funcionamento dos tecidos, a anemia produz fadiga, letargia e um risco aumentado de infeção. Um défice de oxigénio no cérebro prejudica aA falta de oxigénio deixa o doente com falta de ar, mesmo que o coração e os pulmões trabalhem mais em resposta ao défice.

As anemias por perda de sangue são bastante simples. Para além da hemorragia de feridas ou outras lesões, estas formas de anemia podem dever-se a úlceras, hemorróidas, inflamação do estômago (gastrite) e alguns cancros do trato gastrointestinal. O uso excessivo de aspirina ou de outros anti-inflamatórios não esteróides, como o ibuprofeno, pode desencadear ulcerações e gastrite. Menstruação excessivae a perda de sangue durante o parto são também causas potenciais.

Anemias causadas por produção defeituosa ou diminuída de hemácias incluem anemia falciforme, anemia por deficiência de ferro, anemia por deficiência de vitaminas e doenças da medula óssea e das células-tronco.

Figura 5. Células falciformes A anemia falciforme é causada por uma mutação em um dos genes da hemoglobina. Os eritrócitos produzem um tipo anormal de hemoglobina, o que faz com que a célula assuma a forma de foice ou de meia-lua. (crédito: Janice Haney Carr)

• Uma alteração caraterística na forma dos eritrócitos é observada em doença falciforme (É uma doença genética causada pela produção de um tipo anormal de hemoglobina, chamada hemoglobina S, que fornece menos oxigénio aos tecidos e faz com que os eritrócitos assumam uma forma de foice (ou crescente), especialmente em baixas concentrações de oxigénio (Figura 5).A anemia falciforme é uma doença genética que se encontra sobretudo em indivíduos de ascendência africana.
• A anemia por deficiência de ferro é o tipo mais comum e resulta quando a quantidade de ferro disponível é insuficiente para permitir a produção de heme suficiente. Esta condição pode ocorrer em indivíduos com uma deficiência de ferro na dieta e é especialmente comum em adolescentes e crianças, bem como em veganos e vegetarianos. Além disso, a anemia por deficiência de ferro pode ser causada por uma incapacidade de absorver etransporte de ferro ou hemorragia lenta e crónica.
• As anemias por carência vitamínica envolvem geralmente uma insuficiência de vitamina B12 e de folato.
  • A anemia megaloblástica envolve uma deficiência de vitamina B12 e/ou folato e, frequentemente, envolve dietas deficientes nestes nutrientes essenciais. A falta de carne ou de uma fonte alternativa viável, bem como a cozedura excessiva ou a ingestão de quantidades insuficientes de vegetais podem levar a uma falta de folato.
  • A anemia perniciosa é causada por má absorção de vitamina B12 e é frequentemente observada em doentes com doença de Crohn (uma doença intestinal grave frequentemente tratada com cirurgia), remoção cirúrgica dos intestinos ou do estômago (comum em algumas cirurgias para perda de peso), parasitas intestinais e SIDA.
  • A gravidez, alguns medicamentos, o consumo excessivo de álcool e algumas doenças, como a doença celíaca, também estão associados a deficiências vitamínicas. É essencial fornecer ácido fólico suficiente durante as fases iniciais da gravidez para reduzir o risco de defeitos neurológicos, incluindo a espinha bífida, uma falha no fecho do tubo neural.
• Se as células estaminais mieloides estiverem defeituosas ou forem substituídas por células cancerosas, a produção de hemácias é insuficiente.
  • A anemia aplástica é uma doença em que há um número deficiente de células estaminais das hemácias. A anemia aplástica é muitas vezes hereditária ou pode ser desencadeada por radiação, medicamentos, quimioterapia ou infeção.
  • Talassemia É uma doença hereditária que ocorre em indivíduos do Oriente Médio, do Mediterrâneo, da África e do Sudeste Asiático, em que a maturação das hemácias não ocorre normalmente. A forma mais grave é chamada anemia de Cooley.
  • A exposição ao chumbo de fontes industriais ou mesmo a poeira de lascas de tintas que contêm ferro ou de cerâmica que não tenha sido corretamente esmaltada também pode levar à destruição da medula vermelha.
• Vários processos patológicos podem também conduzir a anemias, nomeadamente doenças renais crónicas frequentemente associadas a uma diminuição da produção de EPO, hipotiroidismo, algumas formas de cancro, lúpus e artrite reumatoide.

Em contraste com a anemia, uma contagem elevada de hemácias é chamada de policitemia Pode ocorrer transitoriamente numa pessoa desidratada; quando a ingestão de água é inadequada ou as perdas de água são excessivas, o volume plasmático diminui. Como resultado, o hematócrito aumenta. Pelas razões mencionadas anteriormente, uma forma ligeira de policitemia é crónica mas normal em pessoas que vivem em altitudes elevadas. Alguns atletas de elite treinam em altitudes elevadasFinalmente, um tipo de doença da medula óssea chamada policitemia vera (do grego vera = A policitemia vera pode elevar perigosamente a viscosidade do sangue, aumentando a pressão arterial e dificultando o bombeamento do sangue pelo coração. É uma doença relativamente rara, que ocorre com mais frequência em homens do que em mulheres e tem maior probabilidade de estar presente em doentes idosos, com mais de 60 anos de idade.

Revisão do capítulo

Os eritrócitos, que são os elementos formados mais abundantes no sangue, são discos vermelhos bicôncavos que contêm um composto transportador de oxigénio chamado hemoglobina. A molécula de hemoglobina contém quatro proteínas globinas ligadas a uma molécula de pigmento chamada heme, que contém um ião de ferro. Na corrente sanguínea, o ferro capta o oxigénio nos pulmões e deixa-o cair nos tecidos; os aminoácidos da hemoglobina transportam entãodióxido de carbono dos tecidos para os pulmões.

Os eritrócitos que se desgastam são fagocitados por macrófagos e a sua hemoglobina é degradada. Os produtos de degradação são reciclados ou eliminados como resíduos: a globina é degradada em aminoácidos para a síntese de novas proteínas; o ferro é armazenado no fígado ou no baço ou utilizado pela medula óssea para a produção de novosA anemia é uma deficiência de hemácias ou de hemoglobina, enquanto a policitemia é um excesso de hemácias.