Producción de glóbulos rojos (eritropoyesis)
Los glóbulos rojos se producen continuamente en la médula de ciertos huesos. Como ya se ha dicho, en los adultos los principales lugares de producción de glóbulos rojos, llamados eritropoyesis, son los espacios medulares de las vértebras, las costillas, el esternón y la pelvis. Dentro de la médula ósea, el glóbulo rojo deriva de un precursor primitivo, o eritroblasto, una célula nucleada en la que no hay hemoglobina. La proliferación se produce como resultado de varias divisiones celulares sucesivas. Durante la maduración, la hemoglobina aparece en la célula y el núcleo se reduce progresivamente. Al cabo de unos días, la célula pierde su núcleo y se introduce en el torrente sanguíneo a través de los canales vasculares de la médula. Cada día se genera casi el 1% de los glóbulos rojos y se mantiene con precisión el equilibrio entre la producción de glóbulos rojos y la eliminación de los envejecidos de la circulación. Cuando se pierde sangre de la circulación, la actividad eritropoyética de la médula aumenta hasta que se restablece el número normal de células circulantes.
En un adulto normal, la médula ósea produce cada semana los glóbulos rojos de aproximadamente medio litro (casi una pinta) de sangre. Para este proceso se necesitan una serie de sustancias nutritivas. Algunos nutrientes son los componentes básicos de los que se componen los glóbulos rojos. Por ejemplo, se necesitan aminoácidos en abundancia para la construcción de las proteínas de los glóbulos rojos, en particular de la hemoglobina. El hierro también es un componente necesario de la hemoglobina. Se necesita aproximadamente un cuarto de gramo de hierro para la producción de una pinta de sangre. Otras sustancias, requeridas en cantidades mínimas, son necesarias para catalizar las reacciones químicas por las que se producen los glóbulos rojos. Entre ellas son importantes varias vitaminas como la riboflavina, la vitamina B12 y el ácido fólico, necesarios para la maduración de los glóbulos rojos en desarrollo; y la vitamina B6 (piridoxina), necesaria para la síntesis de la hemoglobina. Las secreciones de varias glándulas endocrinas influyen en la producción de glóbulos rojos. Si el aporte de hormona tiroidea es insuficiente, la eritropoyesis se retrasa y aparece la anemia. La hormona sexual masculina, la testosterona, estimula la producción de glóbulos rojos; por esta razón, los recuentos de glóbulos rojos de los hombres son mayores que los de las mujeres.
La capacidad de la médula ósea para producir glóbulos rojos es enorme. Cuando se la estimula para que alcance su máxima actividad y se le proporcionan sustancias nutritivas adecuadas, la médula puede compensar la pérdida de varios litros de sangre por semana. La hemorragia o la destrucción acelerada de los glóbulos rojos provoca un aumento de la actividad de la médula. La médula puede aumentar su producción de glóbulos rojos hasta ocho veces el ritmo habitual. Después, si la pérdida de sangre continúa, se desarrolla una anemia. La tasa de eritropoyesis es sensible a la tensión de oxígeno de la sangre arterial. Cuando la tensión de oxígeno disminuye, se producen más glóbulos rojos y el recuento de glóbulos rojos aumenta. Por esta razón, las personas que viven a gran altura tienen un recuento de glóbulos rojos más alto que las que viven a nivel del mar. Por ejemplo, hay una diferencia pequeña pero significativa entre el recuento medio de glóbulos rojos de las personas que viven en la ciudad de Nueva York, a la presión del nivel del mar, y las personas que viven en Denver, Colorado, a más de 1,5 km (1 milla) por encima del nivel del mar, donde la presión atmosférica es menor. Los nativos de los Andes, que viven a casi 5 km (3 millas) por encima del nivel del mar, tienen recuentos de glóbulos rojos extremadamente altos.
La tasa de producción de eritrocitos está controlada por la hormona eritropoyetina, que se produce en gran medida en los riñones. Cuando el número de glóbulos rojos circulantes disminuye o cuando el oxígeno transportado por la sangre disminuye, un sensor no identificado detecta el cambio y la producción de eritropoyetina aumenta. Esta sustancia es transportada por el plasma hasta la médula ósea, donde acelera la producción de glóbulos rojos. El mecanismo de la eritropoyetina funciona como un termostato, aumentando o disminuyendo el ritmo de producción de glóbulos rojos en función de las necesidades. Cuando una persona que ha vivido a gran altura se traslada a un entorno a nivel del mar, la producción de eritropoyetina se suprime, la tasa de producción de glóbulos rojos disminuye y el recuento de glóbulos rojos desciende hasta alcanzar el valor normal a nivel del mar. Con la pérdida de una pinta de sangre, el mecanismo de la eritropoyetina se activa, la producción de glóbulos rojos aumenta, y en pocas semanas el número de glóbulos rojos circulantes se ha restablecido al valor normal. La precisión del control es extraordinaria, de modo que el número de nuevos glóbulos rojos producidos compensa exactamente el número de células perdidas o destruidas. La eritropoyetina se ha producido in vitro (fuera del organismo) mediante la técnica de la ingeniería genética (ADN recombinante). La hormona recombinante purificada es prometedora para las personas con insuficiencia renal crónica, que desarrollan anemia por falta de eritropoyetina.