1-1. FONDO

Inmunología, un campo, una vez dominado por los bacteriólogos, se ha convertido en importante para los científicos en muchas otras áreas. El campo de la inmunohematología surgió cuando Landsteiner descubrió que los antígenos sanguíneos (ABO) presente en los glóbulos rojos (GR) reaccionarían con sus respectivos anticuerpos presentes en el plasma, y que esta reacción tenido gran importancia clínica. Desde entonces, muchos descubrimientos en este campo han añadido a la comprensión de los mecanismos inmunes operativos en salud y enfermedad. Es importante que los científicos que trabajan en áreas asociadas con la transfusión de sangre entienden inmunología básica y tratan de estar familiarizado con los últimos avances en este campo que pueden relacionarse directamente con su trabajo.

1-2. LA RESPUESTA immume

De acuerdo con Roitt, lo básico de la inmunología es la memoria, la especificidad y el reconocimiento de "no propio". La base original para esto fue la protección (inmunidad) proporcionó por la exposición a una enfermedad infecciosa. El primer contacto con un organismo infeccioso imprime cierta información (por ejemplo, memoria) de modo que el cuerpo va a reconocer y atacar ese organismo cuando se encuentra en el futuro. La protección es generalmente específico (por ejemplo, sólo contra el organismo infectante original). El cuerpo también tiene que reconocer ese organismo por ser extranjera (es decir., "No-yo"). La sustancia inicialmente responsable de una respuesta inmune se conoce como un antígeno o más específicamente un inmunógeno.

1-3. ANTÍGENOS

a. Los antígenos son sustancias que pueden inducir una respuesta inmunológica específica o pueden interactuar con anticuerpo específico o células inmunes "in vivo" o "in vitro". La respuesta inmune puede ser humoral o celular (párrafo 1-4). Serología de grupos sanguíneos se refiere principalmente a la respuesta humoral que conduce a la producción de anticuerpo libre en el plasma. Los anticuerpos, en condiciones apropiadas de reacción (temperatura, pH, fuerza iónica, y así sucesivamente.), Reaccionarán específicamente con el antígeno de alguna manera observable (por ejemplo., Aglutinación, hemólisis).

b. Un antígeno contiene grupos químicos estructurales en una disposición tridimensional específica, conocidos como determinantes antigénicos (epítopos), que faltan o son extraños para el animal inmunizado. Cada antígeno puede contener muchos de estos epítopos. La forma tridimensional específica de estos determinantes antigénicos, o agrupaciones químicas, es lo que determina la especificidad de su reacción con una molécula de anticuerpo particular.

c. Un factor importante que afecta la inmunogenicidad de un antígeno es su tamaño molecular. Moléculas inmunogénicas rara vez son menos de 4.000 daltons. Moléculas mucho más pequeñas (por ejemplo, fármacos tales como la penicilina) pueden ser inmunogénica si acoplado a una

proteína "portador" de peso molecular más grande. Dicha molécula se denomina un hapteno y se puede definir como una molécula pequeña que, por sí mismo, no puede estimular la síntesis de anticuerpos, pero se combinará con anticuerpo una vez formado. De hecho, la mayor parte de nuestro conocimiento básico de especificidad de antígeno procedía de trabajo por Landsteiner usando haptenos.

d. Antígenos de grupos sanguíneos son agrupaciones químicas presentes en la membrana de RBC. Apenas estamos empezando a conocer la naturaleza exacta de estos determinantes. Los antígenos ABH han sido los más estudiados a fondo y cuando está presente en los glóbulos rojos son predominantemente glicolípidos. A y B antígenos están compuestos de los mismos ácidos grasos y azúcares, la diferencia en la especificidad siendo causado por el azúcar terminal en la cadena de azúcares unidos a la cadena principal del ácido graso. La especificidad es el resultado no sólo de la azúcar en particular, sino también la configuración del extremo de agrupación que se forma. Como los azúcares responsables de A o B especificidad (N-acetilgalactosamina y galactosa, respectivamente) son estructuralmente idénticos excepto por la sustitución de un grupo hidroxilo por un grupo Nacetylamino en el átomo de carbono número dos, sirven como un buen ejemplo de la notable especificidad de reacciones antígeno-anticuerpo.

e. Las proteínas son los productos de genes directos, mientras que los hidratos de carbono, tales como los antígenos A y B, son productos indirectos de genes (por ejemplo, A o B genes). Las (proteínas) productos directos de los genes A y B son enzimas que reconocen y luego transferir azúcares específicos de sus portadores de nucleótidos a las moléculas aceptoras específicas. Así, el producto en el gen A es una N-acetil-D-galactos-aminyltransferase y el producto del gen B en un D-galactosiltransferasa.

f. El papel biológico de los antígenos de grupo sanguíneo, si las hubiera, es desconocido en la actualidad. Los antígenos ABH se distribuyen ampliamente por todo el cuerpo, estando presente en muchos tipos de células, órganos y fluidos corporales. Algunos antígenos como Rh y Kell (K) parecen jugar un papel en la integridad de la membrana celular. Raros individuos que carecen de antígenos Rh (Rhnull) en sus glóbulos rojos tienen a menudo una anemia hemolítica asociada ("síndrome de Rh nulo"), mientras que, por el contrario, los individuos raros que carecen de antígenos A, B y H (Bombay fenotipo) no lo hacen. Se ha sugerido que esto es debido a que los antígenos ABH son glicolípidos que sobresalen por encima de la membrana celular, mientras que Rh Parece ser que la lipoproteína, una parte integral de la membrana de RBC. Una asociación entre un raro defecto heredado de la función bactericida de los neutrófilos (enfermedad granulomatosa crónica) y el sistema de grupos sanguíneos Kell Recientemente se ha descrito. Otro informe sugiere una posible relación entre los antígenos de grupo sanguíneo Duffy y la resistencia a la malaria. Hay muchas otras asociaciones de grupos sanguíneos con enfermedad, particularmente malignidad; muchos de ellos son puramente estadístico y sus causas desconocidas.

1-4. ANTICUERPO SÍNTESIS

a. El proceso de síntesis de anticuerpos. Cuando un antígeno entra en el cuerpo, puede provocar una respuesta humoral, en el que los anticuerpos son sintetizados por las células plasmáticas se liberan en los fluidos corporales (por ejemplo, plasma), y / o una respuesta celular, en el que los linfocitos participar en mediada por células-inmunidad (por ejemplo, rechazo de tejido trasplantado y la hipersensibilidad retardada). Que dos respuestas diferentes estaban presentes fue mostrado originalmente por Chase y Landsteiner a principios del 1940 cuando se demostró que algunos tipos de reacción inmune podrían ser transferidos de un animal a otro mediante el intercambio de las células vivas, mientras que otros podrían ser transferidos por el suero de la sangre. Las células necesarias para la ex experimento fueron linfocitos. No fue hasta la década de 1960 se comprobó que la participación de los linfocitos.

b. Linfocitos poblaciones. Las células madre de la médula ósea se cree que diferencian para formar dos distintas poblaciones de linfocitos. Las células que pasan a través del timo se conoce como linfocitos T (células T) y los otros que son independientes de los linfocitos B del timo (células B). Aunque estos linfocitos tienen un aspecto similar a la luz convencional o microscopía electrónica, que se ven muy diferentes por microscopía electrónica de barrido, y también pueden ser diferenciados por una variedad de marcadores de superficie. Sus funciones son, por supuesto, diferente, pero hay creciente evidencia de la posibilidad de cooperación entre los dos sistemas.

c. Linfocitos T. Una vez dejando el timo, donde se les conoce como timocitos, los linfocitos T son inmunocompetentes, es decir, capaz de participar en una respuesta inmune. Esta es la base de la inmunidad celular. Linfocitos T constituyen la mayor parte del pool de recirculación de linfocitos pequeños y tienen una vida media relativamente larga. Cuando se encuentran con un antígeno (que puede tener que ser primero procesada por un macrófago), se transforman a linfoblastos (ver Figura 1-1). Estos T- linfoblastos, que no tienen inmunoglobulina intracelular demostrable, tienen varias funciones:

(1) Se dividen más a fondo en las células antígeno-sensible cebadas, que proporcionan memoria inmunológica debido a su larga vida útil.

(2) Se liberan una serie de factores solubles (linfocinas) que median la hipersensibilidad de tipo retardado.

(3) Son células "asesinas", que son citotóxicos para las células que llevan los antígenos de histocompatibilidad de un injerto o células tumorales.

(4) Se pueden cooperar con el sistema humoral mediante la activación de los linfocitos B.

Figura 1-1. Tratamiento de células de médula ósea por el timo y el tejido linfoide asociado al intestino se convierten en inmunocompetentes T y linfocitos B, respectivamente. Proliferación y transformación de la serie de linfoblastos y plasmática de la célula se produce en la estimulación antigénica (De Roitt).

d. B-linfocitos. El linfocito B recibe su nombre de la bolsa de Fabricio, un órgano linfoide presente en las aves, que controla la producción de linfocitos responsables de la toma de anticuerpos humorales. El órgano equivalente en el hombre aún no se ha encontrado. Linfocitos B independiente del timo, o sintetizar y excretar anticuerpos específicos (inmunoglobulinas de superficie) que sirven como receptores para antígenos. Cuando se dispara por el antígeno, los linfocitos B cambian a las células plasmáticas, que son responsables de la excreción de anticuerpo libre en los fluidos corporales (por ejemplo, anticuerpos humorales), ver figura 1-1. Hay mucha evidencia para sugerir que se requieren los macrófagos para procesar antígenos para la

presentación adecuada de linfocitos antes de que ocurra la respuesta humoral. Además, muchos antígenos parecen requerir la cooperación de ambos B- y T-linfocitos. Los mecanismos por los que T y linfocitos B interactúan son complejos y nada claro en la actualidad. Como se mencionó anteriormente, es anticuerpos humorales que se tratan de forma rutinaria en la ciencia transfusión de sangre, pero posiblemente reacciones celulares aumentará en importancia en el futuro.

RBC Biología y la Conservación

Tres áreas de la biología RBC son cruciales para eritrocitos normales

supervivencia y función:

1. composición química normal y la estructura de la membrana de RBC

2. estructura y la función de la hemoglobina

3. metabolismo RBC

Los defectos en cualquiera o todas estas áreas se traducirá en los glóbulos rojos que sobreviven menos de los 120 días normales en la circulación.

Conceptos básicos

La membrana RBC presenta una bicapa lipídica semipermeable con el apoyo de una estructura citoesqueleto proteínas meshlike (Fig. 1.1) 0.8 Los fosfolípidos, los principales componentes de los lípidos de la membrana, están dispuestos en una estructura de dos capas que comprende el marco en el que las proteínas globulares de recorrido y movimiento . Las proteínas que se extienden desde la superficie exterior y abarcan toda la membrana al lado citoplásmico interior de la RBC se denominan proteínas integrales de membrana. Debajo de la bicapa lipídica, una segunda clase de proteínas de membrana, llamada proteínas periféricas, y se encuentra limitada a la superficie citoplasmática de la membrana formando el citoesqueleto de RBC.

Conceptos avanzados

Ambas proteínas y lípidos se organizan de forma asimétrica dentro de la membrana de RBC. Los lípidos no están distribuidos por igual en las dos capas de la membrana. La capa externa es rico en glicolípidos y colina phospholipids.9 La capa citoplasmática interna de la membrana es rico en fosfolípidos aminoácidos. La composición bioquímica de la membrana de RBC es de aproximadamente 52% de proteína, 40% de lípidos, y 8% de carbohidratos. Como se mencionó anteriormente, la composición química normal y la disposición estructural y las interacciones moleculares de la membrana de los eritrocitos son cruciales para la longitud normal de la supervivencia de RBC 120 días en circulación. Además, mantienen un papel crítico en dos características importantes de RBC: deformabilidad y permeabilidad.

Deformabilidad

Para seguir siendo viable, los glóbulos rojos normales también deben ser flexibles, deformable, y permeable. La pérdida de trifosfato de adenosina (ATP) niveles (energía) conduce a una disminución en la fosforilación de la espectrina y, a su vez, una pérdida de membrana deformability.9 Una acumulación o aumento de la deposición de calcio de membrana también da como resultado, provocando un aumento en la membrana rigidez y pérdida de flexibilidad. Estas células se encuentran en desventaja marcada cuando pasan a través de la pequeña (de 3 a 5 m de diámetro) orificios sinusoidales del bazo, un órgano que funciona en el secuestro extravascular y remoción de edad, dañados, o menos glóbulos rojos o fragmentos de su membrana deformable . La pérdida de la membrana de RBC se ejemplifica mediante la formación de "esferocitos" (células con una proporción reducida de superficie a volumen; Fig 1-2.) Y "células" mordedura, en el que la eliminación de una porción de membrana ha dejado una indentación permanente en la membrana celular restante (Fig. 1-3). La supervivencia de estas formas también se acorta.

Permeabilidad

Las propiedades de permeabilidad de la membrana de RBC y el transporte de cationes RBC activo prevenir la hemólisis coloide y controlar el volumen de la RBC. Cualquier anomalía que aumenta la permeabilidad o altera de transporte catiónico puede disminuir la supervivencia RBC. La membrana de RBC es libremente permeable al agua y aniones. Cloruro (Cl-) y bicarbonato (HCO3 -) pueden atravesar la membrana en menos de un segundo. Se especula que este masivo intercambio de iones se produce a través de un gran número de canales de intercambio ubicadas en la membrana de RBC. La membrana de RBC es relativamente impermeable a los cationes tales como sodio (Na +) y potasio (K +).

Volumen RBC y la homeostasis de agua se mantienen mediante el control de las concentraciones intracelulares de sodio y potasio. Los eritrocitos proporciones intracelular-a-extracelulares de Na + y K + son 01:12 y 25: 1, respectivamente. Las bombas 300 catiónicos, que transportan activamente Na + fuera de la célula y K + en la célula, requieren energía en forma de ATP. El calcio (Ca2 +)

también es bombeado activamente desde el interior de la RBC a través dependiente de la energía de calcio-ATPasa bombas. La calmodulina, una proteína de unión a calcio citoplásmico, se especula para controlar estas bombas y para evitar Ca2 + intracelular excesiva acumulación, que cambia la forma y hace que sea más rígida. Cuando se ATPdepleted glóbulos rojos, Ca2 + y Na + se les permite acumular intracelularmente, y K + y el agua se pierden, lo que resulta en una celda rígida deshidratado posteriormente secuestrado por el bazo, resultando en una disminución en la supervivencia de RBC.

Vías metabólicas del RBC

Conceptos básicos

Vías metabólicas del RBC que producen ATP son principalmente anaerobio, porque la función de la RBC es entregar oxígeno, no para consumir. Debido a que el de los eritrocitos maduros no tiene núcleo y no hay aparato mitocondrial para el metabolismo oxidativo, la energía debe ser generada casi exclusivamente a través de la descomposición de la glucosa.

Conceptos avanzados

Metabolismo RBC se puede dividir en la vía glucolítica anaeróbica y tres vías auxiliares que sirven para mantener la estructura y función de la hemoglobina (Fig 1-4.): La vía de las pentosas fosfato, la ruta de metahemoglobina reductasa, y la derivación Luebering-Rapoport. Todos estos procesos son esenciales si el eritrocito es transportar oxígeno y mantener las características físicas críticos para su supervivencia. La glucólisis genera aproximadamente el 90% de la ATP que necesita el RBC. Aproximadamente el 10% es proporcionado por la vía de las pentosas fosfato. La vía de metahemoglobina reductasa es otra vía importante del metabolismo de glóbulos rojos, y un defecto puede afectar RBC supervivencia y la función después de la transfusión. Otra vía que es crucial para la función de RBC es el shunt Luebering-Rapoport. Esta vía permite la acumulación de un importante fosfato orgánico RBC, 2,3-difosfoglicerato (2,3-DPG). La cantidad de 2,3-DPG se encuentra dentro de los glóbulos rojos tiene un efecto significativo en la afinidad de la hemoglobina por el oxígeno y por lo tanto afecta a lo bien que los glóbulos rojos función post-transfusión.

La hemoglobina de la curva de disociación de oxígeno

La función principal de hemoglobina es de transporte de gas: el suministro de oxígeno a los tejidos y dióxido de carbono (CO2) de la excreción. Uno de los controles más importantes de la afinidad de la hemoglobina por el oxígeno es el RBC fosfato orgánico 2,3-DPG. La descarga de oxígeno por la hemoglobina se acompaña de la ampliación de un espacio entre? cadenas y la unión de 2,3-DPG en una base molar-para-mole, con la formación de puentes salinos aniónicos entre las cadenas. La conformación resultante de la molécula de desoxihemoglobina se conoce como la forma tensa (T), que tiene una menor afinidad por el oxígeno. Cuando las cargas de hemoglobina oxígeno y se convierte en oxihemoglobina, los puentes de sal establecidos se rompen, y? cadenas se tiran juntos, expulsando 2,3-DPG. Esta es la forma relajada (R) de la molécula de hemoglobina, que tiene una mayor afinidad por el oxígeno. Estos cambios alostéricos que se producen como las cargas de hemoglobina y se descarga de oxígeno se conocen como el movimiento respiratorio. La disociación y la unión de oxígeno por la hemoglobina no son directamente proporcional a la

presión parcial de oxígeno (pO2) en su medio ambiente, pero en vez exhiben una relación sigmoide de la curva, conocida como la curva de disociación de la hemoglobina-oxígeno (Fig. 1-5).

La forma de esta curva es muy importante fisiológicamente porque permite una considerable cantidad de oxígeno para ser entregado a los tejidos con una pequeña caída en la tensión de oxígeno. Por ejemplo, en el entorno de los pulmones, donde el oxígeno (pO2) tensión, medida en milímetros de mercurio (mm Hg), es casi 100 mm Hg, la molécula de hemoglobina es casi 100% saturada con oxígeno. Como los glóbulos rojos viajan a los tejidos, donde la (pO2) cae a un promedio de 40 mm Hg (tensión de oxígeno venosa media), la saturación de hemoglobina cae a aproximadamente el 75% de saturación, la liberación de aproximadamente el 25% del oxígeno a los tejidos. Esta es la situación normal de la entrega de oxígeno a una tasa metabólica basal. La posición normal de la curva de disociación de oxígeno depende de tres ligandos diferentes que normalmente se encuentran dentro de la RBC: iones H +, CO2, y fosfatos orgánicos. De estos tres ligandos, 2,3-DPG juega el papel fisiológico más importante. Función de la hemoglobina normal depende de niveles adecuados 2, 3-DPG en la RBC. En situaciones tales como hipoxia, un cambio compensatorio a la derecha de la curva de disociación de la hemoglobina-oxígeno alivia el déficit de oxígeno del tejido.

RBC Preservación

Conceptos básicos

El objetivo de la preservación de la sangre es proporcionar componentes de la sangre viables y funcionales para los pacientes que requieren transfusión de sangre. Viabilidad RBC es una medida de la supervivencia in vivo de glóbulos rojos después de la transfusión. Dado que la sangre debe ser almacenado desde el momento de la donación hasta el momento de la transfusión, la viabilidad de los glóbulos rojos se debe mantener durante el tiempo de almacenamiento también. La FDA requiere un promedio de 24 horas de supervivencia después de la transfusión de glóbulos rojos de más de 75% .12 Además, los mandatos de la FDA que se mantenga la integridad de los glóbulos rojos a lo largo de la vida útil de los glóbulos rojos almacenados. Esto se evaluó como hemoglobina libre de menos de 1% de total de hemoglobin.13 se utilizan estos dos criterios para evaluar nueva soluciones de preservación y contenedores de almacenamiento. Para determinar la supervivencia después de la transfusión de glóbulos rojos, los glóbulos rojos son tomadas de sujetos sanos, almacenados, y luego marcar con radioisótopos, reinfundidas al donante original, y se midieron 24 horas después de la transfusión. A pesar de los requisitos de la FDA, el jugador de 24 horas después de la transfusión de glóbulos rojos en la supervivencia outdate puede ser inferior al 75%; y en pacientes críticos es a menudo inferior al 75%.

Para mantener la viabilidad óptima, la sangre se almacena en estado líquido entre 1 ° C y 6 ° C para un número específico de días, según lo determinado por la solución (s) conservante utilizado. La pérdida de viabilidad RBC se ha correlacionado con la lesión de almacenamiento, que se asocia con varios cambios bioquímicos (Tabla 1-2).

Conceptos avanzados

Debido a los bajos niveles de 2,3-DPG influyen profundamente en la curva de disociación de oxígeno de la hemoglobina, los glóbulos rojos 16-agotado DPG pueden tener una capacidad deteriorada para entregar oxígeno a los tejidos. Como se almacenan los glóbulos rojos (en sangre total o glóbulos rojos concentrados), 2,3-DPG niveles disminuyen, con un desplazamiento a la izquierda de la curva de disociación de la hemoglobina-oxígeno, y menos oxígeno se entrega a los tejidos. Es bien aceptado, sin embargo, que el 2,3-DPG es re-formado en los glóbulos rojos almacenados, después de la circulación in vivo, lo que resulta en la entrega de oxígeno restaurado. La tasa de restauración de 2,3-DPG está influenciada por el estado ácido-base del destinatario, el metabolismo del fósforo, el grado de anemia, y la gravedad global de la enfermedad. Se ha informado de que dentro de la primera hora después de la transfusión, más aclaramiento de RBC occurs.14 aproximadamente 220 a 250 mg de hierro están contenidos en un unit.17 RBC Por lo tanto, rápido aclaramiento de RBC incluso 25% de una sola unidad de sangre ofrece una carga masiva de la hemoglobina de hierro para el sistema de monocitos y macrófagos, produciendo efectos perjudiciales.

Anticoagulantes conservantes Soluciones

Conceptos básicos

La Tabla 1-3 enumera las sustancias para dicha conservación anticoagulantes aprobados para sangre entera y almacenamiento de glóbulos rojos en 1 ° C a 6 ° C. La adición de diversos productos químicos, junto con el anticoagulante CPD-conservante aprobado, fue incorporada en un intento por estimular la glucólisis de manera que los niveles de ATP fueron mejores maintained.18 Uno de los productos químicos, adenina, incorporado en la solución CPD (CPDA-1) aumenta los niveles de ADP, impulsando así la glucólisis hacia la síntesis de ATP. CPDA-1 contiene 0,25 mM de adenina más el 25% más glucosa que CPD. Adenina sangre suplementado se puede almacenar a 1 ° C a 6 ° C durante 35 días; los otros anticoagulantes están aprobados para su día. Tabla 1-4 enumera los diversos productos químicos utilizados en las soluciones anticoagulantes y sus funciones durante el almacenamiento de las células rojas.

Conceptos avanzados

Es interesante observar que la sangre almacenada en todos los conservantes CPD también se agota de 2,3-DPG por la segunda semana de almacenamiento. Los efectos fisiopatológicos reportados de la transfusión de glóbulos rojos con bajos niveles de 2,3-DPG y una mayor afinidad por el oxígeno incluyen: un aumento en el gasto cardíaco, una disminución de la sangre venosa mixta (pO2) tensión, o una combinación de estos .11 La importancia fisiológica de estos efectos no es fácilmente demostrada. Este es un mecanismo complejo con numerosas variables involucradas que están más allá del alcance de este texto.

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