Difusión y glóbulos rojos

Por la Dra. Catherine Shaffer, Ph.D.Revisado por Chloe Barnett, BSc

Los animales respiran el oxígeno, tras lo cual debe ser entregado a todos los órganos del cuerpo. En este proceso intervienen los glóbulos rojos y la difusión.

Crédito: eyeretina/Shuttertstock.com

Los glóbulos rojos

Los glóbulos rojos (GR) son un tipo de célula sanguínea cuya función es transportar el oxígeno desde los pulmones hasta los tejidos periféricos del cuerpo. El oxígeno se difunde desde los alvéolos pulmonares hasta los glóbulos rojos, donde se une a la hemoglobina. Una molécula de hemoglobina puede unirse a cuatro moléculas de oxígeno (O2).

La presión parcial de oxígeno determina la afinidad de la hemoglobina por el oxígeno. En los pulmones, la presión parcial de oxígeno es alta y la hemoglobina tiene una gran afinidad por el oxígeno. En otros tejidos, la presión parcial de oxígeno es menor, y la hemoglobina libera sus moléculas de oxígeno.

Esta diferencia de afinidades es importante para que el oxígeno llegue a donde se necesita. Los glóbulos rojos tienen la forma de un disco aplanado, lo que genera una amplia superficie para la difusión del oxígeno. Dado que su único propósito es transportar oxígeno por todo el cuerpo, carecen de muchas estructuras celulares típicas, incluido el núcleo.

Hemoglobina

Los glóbulos rojos están llenos de hemoglobina. La hemoglobina es una proteína globular compuesta por cuatro cadenas polipeptídicas con un grupo de unión al hierro llamado hemo en cada cadena. El grupo hemo tiene afinidad por el oxígeno y cuando éste está presente es de color rojo, pero cuando le falta oxígeno es de color azulado. La hemoglobina también une el dióxido de carbono de desecho para su retorno a los pulmones, pero esto no ocurre en su sitio de unión al hemo.

Hemoglobina fetal

Un feto en desarrollo recibe oxígeno a través del suministro de sangre de la madre. La hemoglobina fetal tiene una mayor afinidad por el oxígeno que la sangre materna, para que el oxígeno se transfiera con éxito desde los glóbulos rojos maternos a través de la placenta a los glóbulos rojos fetales.

La razón por la que la hemoglobina fetal tiene una mayor afinidad por el oxígeno es que carece de la capacidad de interactuar con el 2,3-bisfosfoglicerato (2,3-BPG), que en las células adultas reduce la afinidad por el oxígeno. La diferencia se debe a un único cambio de aminoácido en el bolsillo de unión del 2,3-BPG.

Difusión dentro de los glóbulos rojos

La velocidad a la que los glóbulos rojos pueden intercambiar oxígeno y dióxido de carbono es una medida de la aptitud de las células. Para intercambiar gases, las células pasan por una serie de pasos que incluyen la permeación del gas a través de la membrana celular y la unión de la hemoglobina. En el caso del CO2, las moléculas se convierten en iones HCO3- e iones H+.

Los iones HCO3- son transportados por el intercambiador de aniones, AE1, y los iones H+ son amortiguados por la hemoglobina. La difusión citoplasmática dentro de la célula vincula todos estos procesos. La eficacia del intercambio de gases depende del transporte de membrana facilitado por proteínas, incluido el transporte de iones HCO3- por AE1 y la permeación de gases asistida por proteínas de membrana.

Se cree que la forma aplanada de los glóbulos rojos facilita el intercambio de gases al aumentar la relación superficie/volumen y reducir la longitud del camino para la difusión citoplasmática y, por tanto, reducir los retrasos introducidos por la difusión citoplasmática. Sin embargo, se ha descubierto que estas ventajas son modestas.

Lectura adicional

• Todo el contenido de biología celular
• Estructura y función del núcleo celular
• ¿Qué son los orgánulos?
• Estructura del ribosoma
• Producción de proteínas: Iniciación, elongación y terminación

Escrito por

Dra. Catherine Shaffer

Catherine Shaffer es una escritora independiente de ciencia y salud de Michigan. Ha escrito para una gran variedad de publicaciones comerciales y de consumo sobre temas relacionados con las ciencias de la vida, especialmente en el ámbito del descubrimiento y desarrollo de fármacos. Es doctora en Química Biológica y comenzó su carrera como investigadora de laboratorio antes de dedicarse a la escritura científica. También escribe y publica ficción, y en su tiempo libre disfruta del yoga, el ciclismo y el cuidado de sus mascotas.

Citaciones