18.1. Composición general de la sangre
La sangre es un tejido conjuntivo líquido formado por dos componentes:
- Elementos formes: representa aproximadamente el 45% del volumen sanguíneo total. Está formado por células y fragmentos celulares en suspensión). Los elementos formes son tres tipos celulares con funciones radicalmente distintas:
- Los eritrocitos (glóbulos rojos). Son (con diferencia) los más numerosos y tienen como función exclusiva el transporte de oxígeno y, en menor medida, de CO₂.
- Los leucocitos (glóbulos blancos) son las células de defensa del organismo frente a agentes infecciosos y otras amenazas.
- Las plaquetas son fragmentos celulares anucleados derivados de los megacariocitos, imprescindibles para la hemostasia primaria.
- Plasma: forma el 55% del volumen sanguíne restante. Es la fase líquida en la que están suspendidos los elementos formes.
Plasma: fracción líquida de la sangre, obtenida añadiendo anticoagulante a la sangre y separando los elementos formes por centrifugación. Contiene todos los factores de coagulación, incluido el fibrinógeno.
Suero: líquido obtenido tras dejar coagular la sangre y separar el coágulo formado. Es plasma del que se han consumido el fibrinógeno y los factores de coagulación lábiles (principalmente V y VIII) durante el proceso de coagulación. Es más rico en serotonina que el plasma, liberada por las plaquetas al activarse.
18.2. Componentes y funciones del plasma
El plasma es una solución acuosa de composición compleja que actúa como medio de transporte de gases, nutrientes, metabolitos, hormonas y proteínas por todo el organismo.
18.2.1. Componentes inorgánicos
- El agua constituye el 90–92% del volumen plasmático y es el disolvente universal en el que se encuentran todos los demás componentes.
Las sales inorgánicas se encuentran disociadas en iones.
- Los principales cationes son:
- Sodio (Na⁺). es el más abundante del líquido extracelular.
- Calcio (Ca²⁺).
- Potasio (K⁺): está en concentración mayor en el líquido intracelular que en el plasma.
- Magnesio (Mg²⁺).
- Los principales aniones son:
- Cloruro (Cl⁻).
- Bicarbonato (HCO₃⁻): fundamental en el equilibrio ácido-base.
- Fosfato.
El hierro, el cobre y el zinc se encuentran en concentraciones traza pero son imprescindibles como cofactores de numerosas proteínas (hemoglobina, enzimas).
El nitrógeno no proteico incluye todos los compuestos nitrogenados que no son proteínas: urea, creatinina, ácido úrico y purinas. Su concentración normal es de 30–40 mg/dL.
- Aumenta en la insuficiencia renal (acumulación por fallo de excreción) y en el catabolismo proteico elevado.
- Disminuye en la insuficiencia hepática grave (fallo de síntesis de urea) y en el crecimiento activo.
18.2.2. Componentes orgánicos
La glucosa se mantiene en plasma en un rango estrecho (70–110 mg/dL en ayunas) porque es el nutriente esencial del cerebro y el único sustrato que las neuronas pueden utilizar de forma eficiente en condiciones normales. Su regulación estricta implica los sistemas de insulina, glucagón y otras hormonas.
Los lípidos circulan en plasma asociados a proteínas transportadoras (lipoproteínas) porque son insolubles en agua. Los principales lípidos plasmáticos son el colesterol, los triglicéridos, los ácidos grasos libres (unidos a albúmina) y los fosfolípidos.
Los aminoácidos se encuentran en concentraciones bajas porque son captados rápidamente por los tejidos para la síntesis proteica y otros procesos metabólicos.
El plasma contiene también hormonas (en concentraciones muy bajas pero con efectos potentes sobre los tejidos diana), vitaminas, enzimas y productos catabólicos (bilirrubina, ácido úrico, creatinina) en camino hacia su excreción.
18.2.3. Proteínas plasmáticas
Las proteínas representan aproximadamente el 7% del volumen plasmático (6–8 g/dL). La mayoría se sintetizan en el hígado, con excepción de las inmunoglobulinas (síntesis en los linfocitos B y las células plasmáticas). Se clasifican electroforéticamente en cuatro grupos principales:
La albúmina es la proteína plasmática más abundante (≈3,5–5 g/dL, aproximadamente el 60% del total). Sus funciones principales:
- Mantener la presión oncótica del plasma: es responsable de aproximadamente el 80% de la presión oncótica total.
- Transportar sustancias de baja solubilidad acuosa: ácidos grasos libres, bilirrubina no conjugada, calcio ionizable, hormonas tiroideas y numerosos fármacos.
Las globulinas se dividen en tres fracciones:
- Globulinas α: incluyen proteínas de transporte (transferrina, ceruloplasmina, haptoglobina) y proteínas de fase aguda (α₁-antitripsina, α₂-macroglobulina).
- Globulinas β: incluyen la transferrina, el complemento y algunas lipoproteínas.
- Globulinas γ: son prácticamente sinónimo de inmunoglobulinas (anticuerpos como IgG, IgA, IgM, IgD e IgE).
El fibrinógeno es la proteína precursora de la fibrina en la cascada de coagulación. Es también una proteína de fase aguda. Su concentración aumenta en la inflamación, lo que contribuye al aumento de la VSG.
Las funciones generales de las proteínas plasmáticas son:
- Mantenimiento de la presión oncótica.
- Función de tampón del pH: las proteínas tienen grupos ionizables que amortiguan cambios de pH.
- Transporte de sustancias.
- Participación en la coagulación.
- Defensa inmunológica.
| Fracción | Proteínas principales | Lugar de síntesis | Funciones principales |
|---|---|---|---|
| Albúmina | Albúmina (3,5–5 g/dL; ≈60% del total) | Hígado | Presión oncótica (80% del total). Transporte de ácidos grasos, bilirrubina, calcio, hormonas tiroideas y fármacos. Tampón del pH. |
| Globulinas α | α₁-antitripsina, haptoglobina, ceruloplasmina, α₂-macroglobulina | Hígado | Inhibición de proteasas. Transporte de hemoglobina libre (haptoglobina) y cobre (ceruloplasmina). Proteínas de fase aguda. |
| Globulinas β | Transferrina, complemento, lipoproteínas (LDL) | Hígado | Transporte de hierro (transferrina). Defensa innata (complemento). Transporte de lípidos. |
| Globulinas γ | IgG, IgA, IgM, IgD, IgE (inmunoglobulinas) | Linfocitos B y células plasmáticas | Defensa inmune humoral: reconocimiento y neutralización de antígenos específicos. |
| Fibrinógeno | Fibrinógeno (200–400 mg/dL) | Hígado | Precursor de la fibrina en la coagulación. Proteína de fase aguda: su elevación aumenta la VSG. |
La hipoalbuminemia (albúmina <3 g/dL) reduce la presión oncótica plasmática y desplaza el equilibrio de Starling hacia la filtración neta en los capilares, produciendo edema generalizado.
Las causas más frecuentes son la síntesis insuficiente (cirrosis hepática, desnutrición grave) y la pérdida excesiva (síndrome nefrótico, quemaduras extensas).
El edema por hipoalbuminemia no responde bien a los diuréticos porque el problema es oncótico, no hidrostático.
18.3. Constantes físico-químicas de la sangre
18.3.1. Volemia y hematocrito
Volemia: volumen total de sangre circulante. En el adulto sano representa el 7–8% del peso corporal, equivalente a unos 5 litros en una persona de 70 kg.
Hematocrito: porcentaje del volumen sanguíneo total ocupado por los eritrocitos. Se determina centrifugando sangre anticoagulada en un tubo capilar y midiendo la proporción de la columna de hematíes respecto al volumen total. Valor normal: 40–45%.
La volemia es el volumen total de sangre circulante. En un adulto sano representa el 7–8% del peso corporal (unos 5 litros en una persona de 70 kg). De este volumen, aproximadamente 3 litros se encuentran en el territorio venoso sistémico, 1 litro en los pulmones y el resto en el corazón y las arterias.
El hematocrito es el porcentaje del volumen sanguíneo total ocupado por los eritrocitos. Se determina centrifugando sangre con anticoagulante en un tubo capilar y midiendo la proporción de la columna de hematíes respecto al total. Los valores normales son del 40–45%, con tendencia a valores ligeramente superiores en varones (≈45%) e inferiores en mujeres (≈40%). Esta diferencia se explica principalmente por la mayor masa muscular y los niveles de testosterona del varón, que estimulan la eritropoyesis, y a las pérdidas menstruales en la mujer.
Los principales factores que modifican el hematocrito son:
- Altitud: a mayor altura, mayor eritropoyesis compensadora y mayor hematocrito.
- Ejercicio físico intenso: deshidratación por sudoración y liberación de eritrocitos esplénicos.
- Embarazo: hemodilución que reduce el hematocrito a pesar de aumentar la volemia total.
- Deshidratación: hemoconcentración.
- Situaciones patológicas que afectan a la producción o destrucción de eritrocitos.
18.3.2. Color, densidad y viscosidad
El color rojo de la sangre se debe a la oxihemoglobina de los eritrocitos. La sangre arterial, rica en oxihemoglobina, es de un rojo brillante; la sangre venosa, con mayor proporción de hemoglobina desoxigenada, es de un rojo más oscuro.
El plasma y el suero tienen un color amarillento transparente debido a la bilirrubina; en personas con hiperlipemia puede adquirir un aspecto opalescente o lechoso por la abundancia de lipoproteínas.
La densidad de la sangre completa (≈1,055–1,065 g/mL) es superior a la del agua por el contenido en eritrocitos, cuya densidad es mayor que la del plasma. La densidad plasmática es de aproximadamente 1,025–1,030 g/mL.
La viscosidad de la sangre es unas 3–4 veces mayor que la del agua, lo que tiene implicaciones directas sobre la resistencia al flujo vascular (ley de Poiseuille: la resistencia es directamente proporcional a la viscosidad).
Los principales determinantes de la viscosidad sanguínea son:
- Número de eritrocitos (hematocrito).
- Concentración de proteínas plasmáticas, especialmente el fibrinógeno.
18.3.3. Velocidad de eritrosedimentación
La velocidad de eritrosedimentación (VSG) mide la rapidez con que los eritrocitos sedimentan en un tubo de sangre anticoagulada en posición vertical, expresada en milímetros por hora.
Se determina colocando sangre con anticoagulante en un tubo de Westergren y midiendo los milímetros recorridos por el frente de eritrocitos en una hora. Los valores normales son 0–10 mm/h en varones y 0–20 mm/h en mujeres; en la segunda hora los valores aproximadamente se duplican.
La VSG es un indicador indirecto de la tendencia de los eritrocitos a agregarse entre sí formando «pilas de monedas» (rouleaux). Esta agregación es favorecida por el fibrinógeno y otras proteínas de fase aguda, que actúan como puentes entre los eritrocitos. Cuando la concentración de estas proteínas aumenta (en cualquier proceso inflamatorio agudo o crónico, infección, neoplasia, enfermedad autoinmune), los eritrocitos se agregan más rápidamente y la VSG aumenta.
Velocidad de eritrosedimentación (VSG): velocidad a la que sedimentan los eritrocitos en un tubo de sangre anticoagulada en posición vertical, expresada en milímetros recorridos en una hora.
Refleja indirectamente la concentración de proteínas de fase aguda (fibrinógeno, globulinas) que favorecen la agregación eritrocitaria. Valores normales: 0–10 mm/h en varones y 0–20 mm/h en mujeres.
La VSG es un marcador inflamatorio inespecífico y sensible pero de baja especificidad. Un valor elevado indica que algo está ocurriendo en el organismo, pero no qué es.
Tiene utilidad clínica para el seguimiento de enfermedades inflamatorias crónicas (artritis reumatoide, arteritis de células gigantes, polimialgia reumática) y como cribado en la evaluación inicial de síntomas inespecíficos. Ha sido en gran parte sustituida por la proteína C reactiva (PCR) en la práctica habitual, que es más específica y de respuesta más rápida.
18.3.4. pH sanguíneo
El pH de la sangre arterial es ligeramente alcalino, con un valor normal de 7,35–7,45 (media 7,40). Es compatible con la vida entre 7,0 y 7,7, aunque valores fuera del rango 7,35–7,45 ya indican acidosis o alcalosis con repercusión clínica.
El mantenimiento del pH en este rango estrecho depende de tres sistemas tampón principales:
- Sistema bicarbonato-CO₂: es el más importante cuantitativamente. El pulmón puede eliminar o retener CO₂ según las necesidades, lo que
le confiere una capacidad de corrección rápida y casi ilimitada. - Hemoglobina dentro de los eritrocitos: tiene capacidad tamponadora de la sangre por sus grupos histidina.
- Proteínas plasmáticas: supone un 15% de la capacidad tamponadora.
| Parámetro | Valor normal | Determinantes principales | Significado clínico de la alteración |
|---|---|---|---|
| Volemia | ≈5 L (7–8% del peso corporal) | Masa corporal, hidratación, embarazo | ↓ hipovolemia (hemorragia, deshidratación); ↑ hipervolemia (insuficiencia renal, embarazo) |
| Hematocrito | 40–45% (♂ ≈45%, ♀ ≈40%) | Número de eritrocitos, hidratación, altitud | ↓ anemia; ↑ poliglobulia, deshidratación |
| Viscosidad | 3–4 × agua | Hematocrito, proteínas plasmáticas (fibrinógeno) | ↑ poliglobulia, paraproteinemia (riesgo trombótico); ↓ anemia severa |
| VSG | 0–10 mm/h (♂); 0–20 mm/h (♀) | Fibrinógeno, globulinas, número de eritrocitos | ↑ inflamación, infección, neoplasia, embarazo (marcador inespecífico) |
| pH arterial | 7,35–7,45 | Sistema bicarbonato-CO₂, hemoglobina, proteínas plasmáticas | <7,35 acidosis; >7,45 alcalosis. Compatible con la vida: 7,0–7,7 |
| Osmolaridad plasmática | 285–295 mOsm/kg | Na⁺, glucosa, urea | ↑ hipernatremia, hiperglucemia; ↓ hiponatremia |
El equilibrio ácido-base, los mecanismos de compensación respiratoria y renal, y la interpretación de la gasometría arterial se desarrollan en T30 (Papel del riñón en el equilibrio ácido-base). Ver: Fisiología Médica I — T30
18.4. Funciones generales de la sangre
La sangre desempeña seis funciones fisiológicas fundamentales que justifican su papel central en la homeostasis del organismo:
- Transporte: la sangre lleva oxígeno desde los pulmones a los tejidos (mediante la hemoglobina eritrocitaria), recoge CO₂ de los tejidos hacia los pulmones, distribuye nutrientes absorbidos en el intestino y recoge los productos de desecho metabólico hacia los órganos de eliminación (riñón, pulmón, hígado).
- Reguladora comprende el transporte de hormonas desde las glándulas endocrinas hasta sus órganos diana, la participación en la regulación del pH mediante los sistemas tampón y la regulación de la temperatura corporal al transportar calor desde los tejidos metabólicamente activos hasta la piel para su disipación.
- Osmótica e hídrica: se ejerce principalmente a través de las proteínas plasmáticas, que generan la presión oncótica que mantiene el equilibrio de Starling y regula la distribución de agua entre el plasma y el espacio intersticial.
- Defensiva: ejercida por los leucocitos, que reconocen y destruyen microorganismos, células tumorales y otras amenazas, y por las inmunoglobulinas plasmáticas, que neutralizan antígenos específicos.
- Hemostática previene la pérdida excesiva de sangre ante una lesión vascular mediante la hemostasia primaria (plaquetas) y secundaria (cascada de coagulación).
- Reguladora de la presión arterial se ejerce a través de la volemia: el volumen de sangre circulante es uno de los principales determinantes del gasto cardíaco y de la presión arterial.
18.5. Hematopoyesis
La hematopoyesis es el proceso de producción continua de las células sanguíneas a partir de precursores indiferenciados. En el adulto sano, toda la hematopoyesis ocurre en la médula ósea roja, localizada en los huesos planos (esternón, costillas, cráneo, pelvis) y en las epífisis de los huesos largos (cabeza del fémur, húmero). Los huesos largos de las extremidades contienen en el adulto médula ósea amarilla (grasa) sin actividad hematopoyética, aunque en situaciones de demanda extrema (anemias severas) puede reactivarse.
18.5.1. Evolución ontogénica
La localización de la hematopoyesis cambia a lo largo del desarrollo. En las primeras semanas de gestación, las primeras células sanguíneas se producen en el saco vitelino (hematopoyesis primitiva). A partir del tercer mes, la actividad hematopoyética se traslada al hígado fetal (que es el principal órgano hematopoyético durante el segundo trimestre) y al bazo. En los últimos meses de gestación y a lo largo de toda la vida postnatal, la hematopoyesis se establece definitivamente en la médula ósea roja.
18.5.2. Jerarquía hematopoyética
Todas las células sanguíneas derivan de una única célula precursora, la célula madre hematopoyética (CMH) o stem cell hematopoyética. La CMH tiene dos propiedades esenciales:
- Autorrenovación: capacidad de producir nuevas CMH idénticas a sí misma.
- Multipotencialidad: capacidad de diferenciarse hacia cualquiera de las líneas celulares sanguíneas.
A partir de la CMH se generan dos grandes grupos de progenitores comprometidos:
- Progenitor mieloide común: da lugar a los eritrocitos, las plaquetas (megacariocitos), los granulocitos (neutrófilos, eosinófilos, basófilos) y los monocitos.
- Progenitor linfoide común: da lugar a los linfocitos T, los linfocitos B y las células NK.
Cada progenitor comprometido pierde progresivamente la capacidad de autorrenovación y la multipotencialidad a medida que avanza hacia la célula madura diferenciada.
El trasplante de médula ósea (o de células madre hematopoyéticas de sangre periférica o cordón umbilical) aprovecha precisamente la capacidad de autorrenovación y multipotencialidad de la CMH: un pequeño número de CMH del donante es suficiente para repoblar completamente la médula del receptor y restablecer la producción de todas las líneas celulares. Es el tratamiento de referencia en leucemias, aplasia medular y otras enfermedades hematológicas graves.
