Los colores de la sangre

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En las películas de terror y de ciencia ficción aparecen monstruos de toda clase, desde los clásicos de la literatura hasta los extraterrestres que salen de la imaginación febril de los escritores. Algunas de estas criaturas de fantasía tienen sangre (o lo que se puede relacionar con la sangre en ellos) de múltiples colores.

Probablemente ya tengas una idea de las razones que explican la coloración roja de la sangre humana. Sin embargo, el rojo no es el único color de la sangre disponible en criaturas de este mundo -también hay variedades azules, verdes, violetas e incluso incoloras- y esto es el resultado de las sustancias químicas específicas que componen la sangre en diferentes organismos.

La razón del color de la sangre

La sangre humana es de un hermoso color rojo, pero la sangre de algunos animales -y de los humanos en determinadas condiciones- es de un color diferente. La función de la sangre en todos los seres vivos es transportar sustancias vitales por el cuerpo. Sin embargo, los animales pueden transportar algunas sustancias de forma diferente a los humanos.

En los humanos, la sangre oxigenada es de color rojo brillante y la desoxigenada es de color rojo oscuro o granate. El color se debe a la presencia de moléculas de hemoglobina en los glóbulos rojos. La hemoglobina es un pigmento esencial para la respiración. Transporta el oxígeno a las células de los tejidos, que lo necesitan para producir energía. La sangre que no es roja puede indicar un problema de salud. La sangre humana puede volverse marrón o verde debido a la acumulación de una forma anormal de hemoglobina.

Los animales pueden tener sangre roja, azul, verde, amarilla, naranja, violeta o incolora. Algunos tienen hemoglobina como nosotros, otros tienen diferentes pigmentos respiratorios y otros no tienen ningún pigmento respiratorio. Sin embargo, todos los animales han desarrollado un método para transportar el oxígeno.


Sangre roja

El color de la sangre más común en humanos y animales es el rojo. La hemoglobina está presente en los seres humanos, en la mayoría de los vertebrados y también en algunos invertebrados.

Una molécula de hemoglobina es una estructura compleja formada por cuatro cadenas polipeptídicas globulares unidas entre sí, como se muestra en la ilustración. Dos de las cadenas son alfa y las otras cadenas son beta. Las cadenas alfa y beta tienen una secuencia diferente de aminoácidos. En cada cadena, o subunidad, de la molécula hay un grupo hemo incrustado. Los grupos hemo son las partes pigmentadas de la molécula de hemoglobina y contienen hierro. El hierro se une de forma reversible al oxígeno.

Estructura de la hemoglobina humana. Las subunidades α y β están en rojo y azul, respectivamente, y los grupos hemo que contienen hierro en verde.
Estructura de la hemoglobina humana. Las subunidades α y β están en rojo y azul, respectivamente, y los grupos hemo que contienen hierro en verde.

La hemoglobina se encuentra en los glóbulos rojos de los seres humanos. Hay entre 4 y 5 millones de estas células en cada milímetro cúbico (o microlitro) de sangre de una mujer adulta y entre 5 y 6 millones en el mismo volumen de sangre de un hombre adulto. Cada glóbulo rojo, o eritrocito, contiene unos 270 millones de moléculas de hemoglobina. La alta concentración de las moléculas da a la sangre un aspecto rojo.


Funciones de la hemoglobina

En los pulmones, el oxígeno que inhalamos se une al hierro de las moléculas de hemoglobina. Esto hace que la hemoglobina adquiera un color rojo intenso. La hemoglobina oxigenada, u oxihemoglobina, se transporta desde los pulmones a través de las arterias, a las arteriolas más estrechas y, a continuación, a los diminutos capilares. Los capilares liberan el oxígeno a las células de los tejidos, que lo utilizan para producir energía.

Cuando la hemoglobina cede su oxígeno a las células, pasa de un rojo brillante a un color rojo oscuro o granate. La hemoglobina desoxigenada es transportada de vuelta a los pulmones a través de las vénulas y las venas para recoger un nuevo suministro de oxígeno

Color de la sangre en las venas

Toda la sangre del cuerpo es roja, aunque la tonalidad del rojo varía. La sangre en las venas no es azul, aunque en las ilustraciones del sistema circulatorio las venas son tradicionalmente de color azul. Cuando observamos las venas cercanas a la superficie de nuestro cuerpo, como las del dorso de las manos, sí parecen ser de color azul. El aspecto azul se debe al comportamiento de la luz al entrar y salir del cuerpo a través de la piel y no a la sangre en sí.


El aspecto verde de las venas se debe al comportamiento de la luz incidente en la sangre
El aspecto verde de las venas se debe al comportamiento de la luz incidente en la sangre

La luz «blanca» del sol o de una fuente de luz artificial es una mezcla de todos los colores del espectro visible. Los colores tienen diferentes longitudes de onda y energías. Las diferentes longitudes de onda se ven afectadas de diferentes maneras al incidir en la piel y en las células que se encuentran bajo la capa superficial de la piel. La luz que incide en las venas y en su sangre desoxigenada y que luego emerge para llegar a nuestros ojos es más probable que esté en la región azul de alta energía del espectro que en la región roja de baja energía del espectro. Por lo tanto, las venas nos parecen azules

Metahemoglobinemia

La metahemoglobinemia es un trastorno en el que se produce demasiada metahemoglobina. La metahemoglobina tiene un color marrón chocolate. Está presente en la sangre de todo el mundo, pero normalmente está en un nivel muy bajo. En una molécula de metahemoglobina, el hierro ha pasado de una forma que tiene una carga +2 a una forma que tiene una carga +3. Cuando el hierro está en esta forma, la hemoglobina no puede transportar oxígeno y las células no pueden producir suficiente energía. La alta concentración de metahemoglobina hace que la sangre tenga un aspecto marrón rojizo o incluso marrón chocolate.

La metahemoglobinemia es a veces una enfermedad hereditaria. También puede estar causada por sustancias químicas presentes en medicamentos o alimentos. Esta forma del trastorno se dice que es adquirida y es más común que la condición heredada. Algunos ejemplos de sustancias químicas que pueden aumentar la cantidad de metahemoglobina son la benzocaína (un anestésico), el benceno (que también es un carcinógeno), los nitritos (que se añaden a los embutidos para evitar que se estropeen) y la cloroquina (un fármaco antipalúdico). Los nitratos naturales presentes en los alimentos pueden provocar metahemoglobinemia en los bebés si se consumen en exceso.


Estructura del azul de metileno
Estructura del azul de metileno

Los síntomas de la metahemoglobinemia adquirida pueden incluir fatiga, falta de energía, dolor de cabeza, dificultad para respirar y un color azulado en la piel (cianosis). La mayoría de las formas de la enfermedad pueden tratarse con éxito, a menudo mediante la administración de azul de metileno por un profesional médico.

Sulfhemoglobinemia

En los seres humanos, una rara condición llamada sulfhemoglobinemia hace que la sangre aparezca de color verde. En esta afección, el azufre se ha unido a las moléculas de hemoglobina, formando una sustancia química verde llamada sulfhemoglobina. La molécula alterada no puede transportar oxígeno.

La sulfhemoglobinemia suele estar causada por la exposición a dosis elevadas de ciertos medicamentos y sustancias químicas. Por ejemplo, una sobredosis prolongada de sumatriptán, un medicamento para la migraña causó un caso de sangre verde descubierto por los médicos. El sumatriptán se conoce a veces como Imitrex. Pertenece a un grupo de sustancias químicas conocidas como sulfonamidas.


A diferencia de la metahemoglobinemia, la sulfhemoglobinemia no puede tratarse con un medicamento que devuelva la hemoglobina a la normalidad. El pigmento anormal se elimina gradualmente a medida que se descomponen los glóbulos rojos viejos y se fabrican otros nuevos con hemoglobina nueva, siempre que se elimine la causa del pigmento dañado. (Los glóbulos rojos sólo existen durante unos 120 días.) Si una persona tiene una sulfhemoglobinemia grave, puede necesitar una transfusión de sangre.

La sangre verde en los vertebrados e invertebrados

Los vertebrados suelen tener sangre roja, pero hay algunas excepciones. Un género de eslizones (Prasinohaema) tiene sangre verde y se conoce como eslizón de sangre verde. Al igual que otros vertebrados, los eslizones de sangre verde tienen hemoglobina en su sangre. Sin embargo, la sangre también contiene una concentración muy alta de biliverdina.

Prasinohaema virens. Su sangre es de color verde por la biliverdina
Prasinohaema virens. Su sangre es de color verde por la biliverdina

La biliverdina es un pigmento verde producido por la descomposición de la hemoglobina. Su principal localización en la mayoría de los vertebrados es la bilis, una secreción producida por el hígado. La bilis emulsiona las grasas en el intestino delgado y facilita su digestión. En el eslizón de sangre verde, la biliverdina en la sangre alcanza niveles que serían tóxicos en otros lagartos o en los humanos.


Estructura de la biliverdina
Estructura de la biliverdina

Algunos miembros del filo Annelida (gusanos segmentados y sanguijuelas) contienen un pigmento respiratorio verde llamado clorocruorina. La sangre que contiene clorocruorina puede ser verde, pero no lo es necesariamente. Algunos anélidos con el pigmento también contienen hemoglobina, que enmascara el color verde.

Hemolinfa azul

La sangre (hemolinfa) de algunos invertebrados contiene hemocianina en lugar de hemoglobina. Al igual que la hemoglobina, la hemocianina transporta oxígeno y es una proteína que contiene un metal. Sin embargo, la hemocianina contiene cobre en lugar de hierro. Es azul en su forma oxigenada e incolora en su forma desoxigenada. Una molécula de hemocianina contiene dos átomos de cobre, que se unen a una molécula de oxígeno.

Forma de unión entre el oxígeno y el sitio activo de hemocianina (cobre central es un dicatión).
Forma de unión entre el oxígeno y el sitio activo de hemocianina (cobre central es un dicatión).

La hemocianina es el pigmento respiratorio de los moluscos (como caracoles, babosas, almejas, pulpos y calamares) y de algunos artrópodos (como cangrejos, langostas y arañas). El pigmento se encuentra en la hemolinfa líquida en lugar de estar atrapado en las células.


Hemolinfa amarilla

Los insectos son artrópodos con hemolinfa amarilla pálida, verde pálida o incolora. Un mosquito aplastado puede liberar sangre roja, pero ésta proviene del animal o del ser humano que le proporcionó su última comida.

El oxígeno es transportado alrededor del cuerpo del insecto en una red de tubos conocida como sistema traqueal. La hemolinfa no transporta oxígeno y, por tanto, no necesita pigmentos respiratorios. Se cree que los colores pálidos que a veces se ven en el líquido se deben a la presencia de moléculas alimenticias pigmentadas que han entrado en la hemolinfa.

Representación tridimensional de la estructura de la vanabina de Ascisia sydneiensis var. samea.
Representación tridimensional de la estructura de la vanabina de Ascisia sydneiensis var. samea.

Los pepinos de mar extraen el vanadio del agua del mar y lo concentran en su cuerpo. El vanadio se utiliza para fabricar unas proteínas llamadas vanabinas, que se vuelven amarillas cuando se oxigenan. Sin embargo, los científicos no saben si las vanabinas transportan realmente el oxígeno en el cuerpo de un pepino de mar. Al menos algunas especies de pepinos de mar tienen hemoglobina en su líquido circulatorio


Hemolinfa naranja y violeta

Al igual que otros insectos, las cucarachas tienen tráqueas que transportan oxígeno y no tienen pigmento respiratorio en su hemolinfa. El líquido suele ser incoloro. Sin embargo, las hembras que están produciendo huevos pueden tener una hemolinfa de color naranja pálido. En el interior de sus cuerpos, un órgano llamado cuerpo graso produce una proteína naranja llamada vitelogenina. La vitelogenina se segrega en la hemolinfa, dándole un ligero color.

Algunos invertebrados marinos tienen hemeritrina como pigmento respiratorio. Este pigmento es incoloro cuando se desoxigena y de color rosa-violeta cuando se oxigena.

Sitio activo de la hemeritrina antes y después de la oxigenación.
Sitio activo de la hemeritrina antes y después de la oxigenación.

Sangre incolora en el pez hielo

Los peces de hielo viven generalmente en el Antártico y pertenecen a la familia Channichthyidae. También se les llama peces cocodrilo por la forma de su largo hocico y peces de sangre blanca porque su sangre incolora no tiene glóbulos rojos ni pigmento respiratorio. El oxígeno se transporta en el plasma sanguíneo de los animales. Los peces hielo son los únicos vertebrados con sangre incolora.


Chionodraco hamatus, especie de la familia Channichthyidae
Chionodraco hamatus, especie de la familia Channichthyidae

Los peces tienen una serie de adaptaciones que les permiten vivir con éxito en aguas frías. El oxígeno se disuelve mejor en el agua fría que en la caliente, aunque esta propiedad por sí sola no es suficiente para mantener a los peces con vida. Estos animales tienen un gran corazón que bombea mucha sangre con cada latido. También tienen un mayor volumen de sangre que los peces de tamaño comparable que tienen sangre roja, así como más vasos sanguíneos en la piel. Estos vasos absorben parte del oxígeno, aunque el pez hielo también tiene branquias para absorberlo.

Para más información The Chemistry of The Colours of Blood

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