Resumen de El glòbul vermell vist per un enginyer: memòria llegida per l'acadèmic electe Lluis Berga Casafont, a l'acte de la seva recepció el dia 24 d'abril de 2014
- español
La sangre es el medio interno que tiene la misión de transportar el oxígeno y diversas sustancias metabólicas a las células de los órganos y sistemas del cuerpo humano. Igualmente, sirve como fluido de comunicación y ejerce las funciones de defensa frente a las intrusiones extrañas al organismo. El omportamiento reológico del plasma y de la sangre humana muestra que el plasma sanguíneo es un líquido newtoniano, al contrario de la sangre total, que tiene un comportamiento no newtoniano, disminuyendo su viscosidad aparente cuando aumenta la velocidad de deformación, debido principalmente al fenómeno de la agregación y desagregación reversible de los glóbulos rojos con la velocidad del flujo.
Una de las células sanguíneas que tienen un papel fundamental son los glóbulos rojos, hematíes o eritrocitos. El eritrocito normal tiene una forma característica de disco bicóncavo, que es la adaptación morfológica a su función. En esta memoria se analiza la morfología eritrocitaria, fundamentalmente mediante microscopia electrónica de barrido (MEB), que permite obtener una mejor descripción de las morfologías eritrocitarias, por lo que la MEB es una herramienta muy útil para el análisis, de las diversas formas de los glóbulos rojos, y sirve de ayuda a la comprensión de distintos mecanismos fisiopatológicos y al diagnóstico de las patologías eritrocitarias.
Se describe la deformabilidad eritrocitaria, que es la capacidad que posee el glóbulo rojo de cambiar rápidamente de forma cuando se lo somete a un estado tensional. La deformabilidad del hematíe depende fundamentalmente de tres factores: factor de forma, viscosidad del medio interno eritrocitario y propiedades viscoelásticas de la membrana.
Posteriormente se describe el nacimiento, la vida y la muerte de los glóbulos rojos. Los hematíes nacen en la medula ósea, que produce cientos de miles de millones de glóbulos rojos cada día. De allí pasan al torrente circulatorio, donde viven unos 120 días desarrollando su función de abastecimiento de oxígeno a las células, y recogida de dióxido de carbono y otros productos residuales del metabolismo celular. Para realizar esta función, los hematíes tienen que sortear distintos obstáculos en la circulación, entre los que destacan los conductos estrechos de los capilares de la microcirculación y el paso a través del filtro esplénico. Así, es fundamental que tengan una deformabilidad adecuada. Por ello, los discocitos son un excelente ejemplo de la relación biológica entre forma y función.
Se analizan las funciones del bazo como órgano de control de la viabilidad eritrocitaria, y sus especiales características de filtro de los glóbulos rojos; se muestra la tipología que presenta la circulación de la sangre en el bazo y su alteración en diversas anemias hemolíticas.
En resumen, se presenta una forma diferente del análisis de los glóbulos rojos, desde un punto de vista morfológico, mediante microscopia electrónica, y con una visión más reológica y bioingenieril, destacándose la incidencia que tienen las propiedades mecánicas de los hematíes y fundamentalmente su deformabilidad en la viabilidad eritrocitaria, para así poder cumplir los objetivos básicos que tienen que desarrollar durante su corta vida en la circulación sanguínea.
- català
La sang és el medi intern que té la missió de transportar l'oxigen i diverses substàncies metabòliques a les cèl·lules dels òrgans i sistemes del cos humà.
Igualment, serveix com a fluid de comunicació i exerceix les funcions de defensa davant les intrusions estranyes a l'organisme. El comportament reològic del plasma i de la sang humana mostra que el plasma sanguini és un líquid newtonià, al contrari de la sang total, que té un comportament no newtonià, que disminueix la seva viscositat aparent quan augmenta la velocitat de deformació, a causa principalment del fenomen de l'agregació i desagregació reversible dels glòbuls vermells amb la velocitat del flux.
Una de les cèl·lules sanguínies que hi tenen un paper fonamental són els glòbuls vermells, hematies o eritròcits. El glòbul vermell normal té un forma característica de disc bicòncau, que és l'adaptació morfològica a la seva funció. En aquesta memòria s'analitza la morfologia eritrocitària, fonamentalment mitjançant microscòpia electrònica de rastreig (MER), que permet obtenir una millor descripció de les morfologies eritrocitàries, per la qual cosa, la MER és una eina molt útil per a analitzar les diverses formes dels glòbuls vermells, i serveix d'ajuda a la comprensió de diversos mecanismes fisiopatològics, i al diagnòstic de las patologies eritrocitàries. Es descriu la deformabilitat eritrocitària, que és la capacitat que té el glòbul vermell de canviar ràpidament de forma quan se'l sotmet a un estat tensional. La deformabilitat de l'eritròcit depèn bàsicament de tres factors: factor de forma, viscositat del medi intern eritrocitari i propietats viscoelàstiques de la membrana.
Posteriorment es descriu el naixement, la vida i la mort dels glòbuls vermells. Les hematies neixen en la medul·la òssia, que produeix centenars de milers de milions de glòbuls vermells cada dia. D'allà passen al torrent circulatori, on viuen uns 120 dies desenvolupant la funció d'abastament d'oxigen a les cèl·lules, i recollida de diòxid de carboni i altres productes residuals del metabolisme cel·lular. Per a realitzar aquesta funció, les hematies han d'esquivar diversos obstacles en la circulació, entre els quals destaquen els conductes estrets dels capil·lars de la microcirculació, i el pas a través del filtre esplènic. Així, és fonamental que tinguin una deformabilitat adequada. Per això, els discòcits són un exemple excel·lent de la relació biològica entre forma i funció.
S'analitzen les funcions de la melsa com a òrgan de control de la viabilitat eritrocitària, i les característiques especials que té de filtre dels glòbuls vermells; es mostra la tipologia que presenta la circulació de la sang en la melsa i la seva alteració en diverses anèmies hemolítiques.
En resum, es presenta una forma diferent de l'anàlisi dels glòbuls vermells, des d'un punt de vista morfològic, mitjançant microscòpia electrònica, i amb una visió més reològica i de la bioenginyeria, i es destaca la incidència que tenen les propietats mecàniques de les hematies i fonamentalment la seva deformabilitat en la viabilitat eritrocitària, per tal de poder complir els objectius bàsics que han de desenvolupar durant la vida curta que tenen en la circulació sanguínia.
- English
The blood is the internal fluid that has the main function of RBCs - oxygen transport through blood circulation to the cells of the organs and systems of the human body. Equally, it serves as communication fluid, and it has the functions of defense front the strange intrusions into the organism. The rheological behavior of the plasma and human blood shows that the plasma is a Newtonian liquid, contrary to the blood, that has a non-Newtonian behavior, diminishing its apparent viscosity when the shear rates increases, due mainly to the phenomenon of the reversible rouleaux formation of the red globules with the speed of the flow.
One of the blood cells that have a fundamental role is the red cell, or erythrocyte. The normal red cell has a characteristic shape of biconcave disk that is the morphological adaptation to its function. In this memory the red cell morphology is analyzed, fundamentally by means of Scanning Electronic Microscopy (SEM), that allows to obtain a better description of the erythrocyte morphologies. For it, SEM is a very useful tool for the analysis of the diverse red cell shapes, and also it constitutes a help for understanding different physiopathological mechanisms, and for the diagnosis of the red cell pathologies.
Red cell deformability, which it is the capacity that has the erythrocyte of changing its shape quickly under a shear stress state, is described. The red cell deformability depends fundamentally on three factors: geometric factor, internal viscosity, and membrane vis-coelastic properties. Later on, the birth, life and death of the red globules are described. The red cell born in the bone marrow that produces hundreds of thousands of millions of erythrocytes every day. Of there, red cells pass to the circulatory stream, where they live about 120 days developing their function of oxygen supply to the cells, and collection of CO2. To carry out this function, the red cells have to draw different obstacles in the circulation, among those highlight the narrow capillaries of the microcirculation, and the cross of spleen filter. This way, it is fundamental that they have an appropriate deformability. Thus, the discocytes are an excellent example of the biological relationship between form and function.
The functions of the spleen as organ of control of the erythrocyte viability and their special characteristics of filter of the red cells are analyzed, being shown the special and unique pathway that presents the circulation of the blood in the spleen, and its alteration in several hemolytic anemias.
In summary, a different angle of the analysis of the red cells is presented, from a morphological point of view by means of electronic microscopy, and with a more rheological and bioengineerical vision, standing out the incidence that the mechanical properties of the red cell have in the erythrocyte viability, and fundamentally in its deformability, for this way to be able to carry out the basic objectives that they have to develop during its short life in the blood circulation.
